Question

埋藏在地下的青铜器锈蚀过程可以表示为：CuCuClCu₂O-→X，X由两种物质X₁和X₂组成，且都由四种元素构成，定性实验表明：X₁热分解的产物能使澄清石灰水变浑浊，而X₂热分解的产物不能使澄清石灰水变浑浊，但两者均有水珠产生．为了定量测定X₁和X₂组成，某兴趣小组用如图实验装置对X₁和X₂分别做热分解实验（夹持装置已省去），实验结束后，硬质玻璃管内均残留黑色固体，分别称重，装置B和C中的质量均增加．

试回答下列问题：
（1）青铜器出土后防止青铜器继续锈蚀的关键是

 

．
（2）利用上述装置进行热分解实验时，对判断A装置中反应是否完全进行带来困难，为解决此问题，要对B装置进行改装．B应改为内装有

 

（填试剂名称）的洗气瓶，判断反应完全的现象为

 

．用经改装的装置，某同学进行正确操作，最终得出的测定结果仍有误差，原因是

 

（回答一点即可）．
（3）在实验装置和实验操作正确的前提下，重做X₁的热分解实验，测得装置B和C中质量增重之比△m（B）：△m（C）=9：11，

 

（填“能”或“否”）求出X₁的化学式，若能求出X₁的化学式，则化学式为

 

（若不能求出X₁的化学式，此空不填）．
（4）若测得X₂中铜元素的质量分数为59.5%（铜元素的相对原子质量为63.5），则X₂的化学式为

 

．X₂热分解的化学方程式为

 

．

Answer 1

考点：探究物质的组成或测量物质的含量

专题：实验设计题

分析：（1）产物是铜锈，它是铜与空气中的氧气、二氧化碳和水等物质反应产生的物质，又称铜锈（铜绿），防止青铜器接触潮湿的空气，和一些具有腐蚀性的化学物质；
（2）B装置改为洗气瓶装置，依据气体冒出的现象判断是否反应完全；
（3）X₁热分解的产物能使澄清石灰水变浑浊，而X₂热分解的产物不能使澄清石灰水变浑浊，但两者均有水珠产生，说明都是碱式盐；B吸收水，C吸收二氧化碳；△m（B）：△m（C）=9：11，X由两种物质X₁和X₂组成，且都由四种元素组成，实验结束后，硬质玻璃管内均残留黑色固体判断为CuO，结合原子守恒计算得到；
（4）先通过定性实验判断X1和X2的元素组成，加热分解均有水珠生成，说明都是碱式盐，X1受热分解产生CO₂气体，说明X₁中含有CO₃^2-，因此X₁的组成可表示为Cu_z（OH）_x（CO₃）_y，X₂（由4种元素构成）受热分解无CO₂气体生成，根据结构CuCuClCu₂O-→X，可推测X₂中含有的另一元素为Cl，X₂的组成可表示为Cu_z（OH）_xCl_y．

解答： 解：（1）产物是铜锈，它是铜与空气中的氧气、二氧化碳和水等物质反应产生的物质，又称铜锈（铜绿），防止青铜器接触潮湿的空气，和一些具有腐蚀性的化学物质；
故答案为：与H₂O和O₂隔绝；
（2）利用上述装置进行热分解实验时，对判断A装置中反应是否完全进行带来困难，为解决此问题，依据气体冒出的现象判断是否反应完全，要对B装置进行改装，换做盛有浓硫酸的洗气瓶，当瓶内到期滚无气泡冒出说明反应完全，最终得出的测定结果仍有误差的原因为：实验前装置内空气中的某些成分干扰了实验或反应结束后装置内的气体没有被B和C完全吸收；
故答案为：浓硫酸，洗气瓶中不再有气泡冒出；实验前装置内空气中的某些成分干扰了实验或反应结束后装置内的气体没有被B和C完全吸收；
（3）X₁热分解的产物能使澄清石灰水变浑浊，而X₂热分解的产物不能使澄清石灰水变浑浊，但两者均有水珠产生；B吸收水，C吸收二氧化碳；△m（B）：△m（C）=9：11，物质的量之比为：n（H₂O）：n（CO₂）=

9

18

：

11

44

=2；1，反应分解生成水和二氧化碳，硬质玻璃管内均残留黑色固体为CuO，由四种元素组成，则X1
分解为CuO+2H2O+CO2结合原子守恒得到Cu₂（OH）₂CO₃；
故答案为：能；Cu₂（OH）₂CO₃ ；
（4）测得X₂中铜元素的质量分数为59.5%（铜元素的相对原子质量为63.5），X₂热分解的产物不能使澄清石灰水变浑浊，说明不含有碳元素，但有水珠产生说明含有氢元素和氧元素，X₂的组成为Cu_z（OH）_xCl_y，铜元素的质量分数的表达式为

63.5z

M

×100%=Cu%=59.5%，又根据化合价代数和等于0可得63.5z+17x+35.5y，2z=x+y，解得x：y=3：1，故X₂的化学式为Cu₂（OH）₃Cl．结合题中性质和现象不难写出热分解的化学方程式：Cu₂（OH）₃Cl，Cu₂（OH）₃Cl=2CuO+H₂O↑+HCl↑．
故答案为：Cu₂（OH）₃Cl，Cu₂（OH）₃Cl=2CuO+H₂O↑+HCl↑

点评：本题考查了物质组成的分析，物质性质的反应产物判断方法，实验过程的理解应用，化学式的计算分析，掌握基础是关键，题目难度较大．