题目内容

碱式碳酸铜[Cu2(OH)2CO3]是一种用途广泛的化工原料,实验室以废铜屑为原料制取碱式碳酸铜的步骤如下:
Ⅰ.废铜屑制硝酸铜
如图(夹持仪器已省略),将浓硝酸缓慢加到废铜屑中(废铜屑过量),充分反应后过滤,得到硝酸铜溶液.
Ⅱ.碱式碳酸铜的制备
①向大试管中加入碳酸钠溶液和硝酸铜溶液
②水浴加热至70℃左右
③用0.4mol/L的NaOH 溶液调节pH至8.5,振荡、静置、过滤
④用热水洗涤,烘干,得到碱式碳酸铜产品
回答:
(1)浓硝酸与铜反应的离子方程式
Cu+4H++2NO3-=Cu2++2NO2↑+2H2O
Cu+4H++2NO3-=Cu2++2NO2↑+2H2O
.
(2)装置A的作用是
防止倒吸
防止倒吸
.
(3)已知:NO+NO2+2NaOH═2NaNO2+H2O;2NO2+2NaOH═NaNO3+NaNO2+H2O,NO不能单独与NaOH溶液反应,实验结束时,如何操作才能使装置中的有毒气体被NaOH溶液充分吸收?
关闭活塞b,打开活塞a,通入一段时间空气
关闭活塞b,打开活塞a,通入一段时间空气
.
(4)步骤④中洗涤的目的是
洗去碱式碳酸铜表面吸附的Na+和NO3-
洗去碱式碳酸铜表面吸附的Na+和NO3-
.
(5)步骤③过滤后的滤液中可能含有CO32-,检验CO32- 的方法是
取少量滤液于试管中,加入稀盐酸,将产生的气体通入澄清石灰水,溶液变浑浊,说明有CO32-
取少量滤液于试管中,加入稀盐酸,将产生的气体通入澄清石灰水,溶液变浑浊,说明有CO32-
.
(6)若实验得到2.36g 样品(只含CuO 杂质),取此样品加热至分解完全后,得到1.74g 固体,此样品中碱式碳酸铜的质量分数是
0.94或94%
0.94或94%
.
分析:(1)浓硝酸与铜反应生成硝酸铜、二氧化氮气体和水,离子方程式中浓硝酸写成离子形式;
(2)铜与浓硝酸反应中,圆底烧瓶中压强会迅速减小,将氢氧化钠溶液倒吸入反应装置,有了A装置就可以防止倒吸;
(3)关闭活塞b,打开活塞a,通入一段时间空气,将装置中的有毒气体导入氢氧化钠溶液中,让氢氧化钠溶液充分吸收;
(4)洗涤可除去碱式碳酸铜表面的吸附的硝酸钠;
(5)加入稀盐酸,检验是否有二氧化碳气体生成来检验滤液中是否含有碳酸根离子;
(6)设碱式碳酸铜的质量分数为x,根据反应Cu2(OH)2CO3
  △  
.
 
2CuO+H2O+CO2↑,利用称量法计算出列式计算出碱式碳酸铜的质量分数.
解答:解:(1)浓硝酸与铜反应的离子方程式为Cu+4H++2NO3-=Cu2++2NO2↑+2H2O,
故答案为:Cu+4H++2NO3-=Cu2++2NO2↑+2H2O;
(2)由于铜与浓硝酸反应中,圆底烧瓶中压强会迅速减小,将氢氧化钠溶液倒吸入反应装置,有了A装置就可以防止倒吸,
故答案为:防止倒吸;
(3)通过关闭活塞b,打开活塞a,通入一段时间空气操作,可以将装置中的有毒气体导入氢氧化钠溶液中,让氢氧化钠溶液充分吸收,
故答案为:关闭活塞b,打开活塞a,通入一段时间空气;
(4)通过洗涤可除去碱式碳酸铜表面的吸附的硝酸钠,故答案为:洗去碱式碳酸铜表面吸附的Na+和NO3-;
(5)步骤③过滤后的滤液中可能含有CO32-,检验CO32-的方法为:取少量滤液于试管中,加入稀盐酸,将产生的气体通入澄清石灰水,溶液变浑浊,说明有CO32-,
故答案为:取少量滤液于试管中,加入稀盐酸,将产生的气体通入澄清石灰水,溶液变浑浊,说明有CO32-;
(6)碱式碳酸铜完全分解得到CuO,设样品中碱式碳酸铜的质量分数为x,
依据碱式碳酸铜的方程式,Cu2(OH)2CO3
  △  
.
 
2CuO+H2O+CO2↑     质量差△m
                          222               18   44     (18+44)=62
                          2.36x                       (2.36g-1.74g)
 可得
222
62
=
2.36x
(2.36-1.74)
,
解得x=0.94,
故答案为:0.94或94%.
点评:本题借助制取碱式碳酸铜制法考查了离子方程式书写、质量分数计算等知识,充分考查了学生的分析、理解、计算能力,是一道不错的题目,本题难度中等.
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