Question

15．孔雀石是冶炼铜常用的铜矿石原料．孔雀石主要成分是碱式碳酸铜（Cu₂（OH）₂CO₃）．
①碱式碳酸铜由4种元素组成．每0.2mol碱式碳酸铜中含有25.6g铜元素，约含有6.02×10²³个氧原子（用科学计数法表示）．
②在实验室以碱式碳酸铜、铁粉、稀盐酸为原料制取单质铜的流程图：

步骤 I：向碱式碳酸铜中加入过量稀盐酸，固体完全溶解，有大量气泡产生，得到蓝色溶液．此反应化学方程式为：Cu₂（OH）₂CO₃+HCl→CuCl₂+CO₂↑+H₂O，
请填入配平后的系数1，4，2，1，3．反应中能产生大量气泡，是因为碱式碳酸铜的组成中含有碳酸根（填：原子团名称）．
步骤Ⅱ：在溶液中加入过量铁粉，观察到的实验现象为产生气泡，析出红色固体，溶液逐渐变浅绿色．其中置换得到单质铜的化学方程式为Fe+CuCl₂═FeCl₂+Cu．

Answer 1

分析 ①根据碱式碳酸铜化学式的含义进行分析解答即可．1mol任何物质中含有6.02×10²³个微粒，据此结合水分子的构成，进行分析判断；
②据质量守恒定律、

解答 解：①由碱式碳酸铜的化学式可知，碱式碳酸铜是由铜、氧、氢、碳四种元素组成的；12mol碱式碳酸铜含有2mol铜，故0.2mol碱式碳酸铜中含有0.4mol铜，已知铜的摩尔质量是64g/mol，故含铜的质量为：0.4mol×64g/mol=25.6g；每摩尔碱式碳酸铜（Cu₂（OH）₂CO₃）含有5摩尔氧原子，1mol任何物质中含有6.02×10²³个微粒，故0.2mol碱式碳酸铜中含有的氧原子的个数为：0.2mol×5×6.02×10^23个/mol=6.02×10²³个；
②Cu₂（OH）₂CO₃+HCl→CuCl₂+CO₂↑+H₂O，据质量守恒定律，反应前后原子个数和种类不变，配平后方程式为：Cu₂（OH）₂CO₃+4HCl=2CuCl₂+CO₂↑+3H₂O；反应中能产生大量气泡，说明有二氧化碳生成，因为碱式碳酸铜的组成中含有碳酸根；
步骤Ⅱ：在溶液中加入过量铁粉，由于铁的活动性比铜强，所以可以将铜从它的化合物的溶液中置换出来，故可以写出该反应的化学方程式：Fe+CuCl₂═FeCl₂+Cu；故能观察到有红色的铜析出，溶液中含有亚铁离子逐渐变浅绿色；由于步骤Ⅰ中加入了过量的盐酸，故蓝色溶液中仍含有盐酸，与过量的铁反应生成氢气，故还看到有气泡生成．
故答案为：①4（或四）、25.6、6.02×10²³；②1，4，2，1，3、；碳酸根、产生气泡，析出红色固体，溶液逐渐变浅绿色、Fe+CuCl₂═FeCl₂+Cu；

点评 解答本题的关键是要知道铜矿石冶炼铜的过程，不溶于液体的固体和液体的分离方法，置换铜的方法，为了把铜全部置换出来，必须加入过量的铁．