Question

I、碱式碳酸铜的成分有多种，其化学式一般可表示为xCu（OH）₂?yCuCO₃．化学兴趣小组为测定某碱式碳酸铜样品的化学式，采用了热分解测固体质量的方法．
（1）该方法用到的仪器有天平（带砝码）、干燥器、坩埚、三角架、泥三角、酒精灯外，还有两种金属用具是：

 

．
（2）在该实验中至少要称量

 

次．
（3）实验测得坩埚的质量为13.10g、坩埚和样品的质量为18.52g、加热并冷却后坩埚和剩余固体的质量为l7.10g，该样品组成的化学式为

 

．若实验中未使用干燥器，则测定的x/y的比值将

 

（选填“偏大”、“偏小”或“无影响”）．
II、另一实验小组认为，用下列仪器组．装成的装置（夹持仪器省略），通过测定A、B装置反应前后质量的变化，也可以计算碱式碳酸铜样品的组成．

（4）按气流从左到右，装置接口的链接顺序为：

 

．
（5）组装好装置加试剂之前，要检查装置的气密性：右端连上导管并插入水中，加热之前的操作是：

 

；说明装置气密性良好的现象是

 

．
（6）实验过程中需要两次通入空气，第二次通入空气的作用是：

 

．

Answer 1

考点：探究物质的组成或测量物质的含量,铜金属及其重要化合物的主要性质

专题：实验探究和数据处理题

分析：I、（1）根据加热固体，应在坩埚中进行，则需要坩埚钳，而取用块状固体时需要用镊子；
（2）根据实验原理分析，需要称量的有1、未加热前坩埚的质量m₁；2、未加热前坩埚和碱式碳酸铜的质量m₂；3、加热后待坩埚在干燥器中冷却后，坩埚和氧化铜的总质量m₃；4、再加热氧化铜，再次称量坩埚和氧化铜的总质量m₄，若m₃=m₄，或其误差不超过0.1g则不用继续称量，反之则一直称到两次称量结果如上述情况为止．
（3）xCu（OH）₂=xCuO+xH₂O
y CuCO₃=yCuO+yCO₂
碱式碳酸铜质量：18.52-13.10=5.42g
H₂O和CO₂的总质量：18.52-17.10=1.42g
即：18x+44y=1.42
剩余固体（即氧化铜）质量：17.10-13.10=4g
即：80（x+y）=4
两式联立：x=0.03 y=0.02
所以，该碱式碳酸铜的化学式为：3Cu（OH）₂?2CuCO₃
若实验未使用干燥器，则会受到空气中水分的干扰，无法完全除去H₂O，但计算时还是按照出完水蒸气的思路计算，则所得的x/y值将偏大；
II、根据实验原理，分别通过测定碱式碳酸铜受热分解生成的水蒸气和二氧化碳的质量来计算碱式碳酸铜样品的组成；关键是使生成的气体能被完全吸收，所以开头先用除去水和二氧化碳的空气来将装置中的气体排出，最后还要通除去水和二氧化碳的空气将残留在装置中的气体吹出使之被完全吸收；因为碱石灰不仅可以吸收二氧化碳还可以吸收水蒸气，气体的吸收应该先是用浓硫酸吸收水蒸气，再用碱石灰吸收二氧化碳；据此分析解答；

解答： 解：（1）根据加热固体，应在坩埚中进行，则需要坩埚钳，而取用块状固体时需要用镊子；故答案为：镊子、坩埚钳；
（2）根据实验原理分析，需要称量的有1、未加热前坩埚的质量m₁；2、未加热前坩埚和碱式碳酸铜的质量m₂；3、加热后待坩埚在干燥器中冷却后，坩埚和氧化铜的总质量m₃；4、再加热氧化铜，再次称量坩埚和氧化铜的总质量m₄，若m₃=m₄，或其误差不超过0.1g则不用继续称量，反之则一直称到两次称量结果如上述情况为止，所以至少要称量4次；故答案为：4；
（3）根据加热分解得xCu（OH）₂=xCuO+xH₂O
                  y CuCO₃=yCuO+yCO₂
碱式碳酸铜质量：18.52-13.10=5.42g
H₂O和CO₂的总质量：18.52-17.10=1.42g
即：18x+44y=1.42
剩余固体（即氧化铜）质量：5.42-1.42=4g
即：80（x+y）=4
两式联立：x=0.03 y=0.02
所以，该碱式碳酸铜的化学式为：3Cu（OH）₂?2CuCO₃
若实验未使用干燥器，则会受到空气中水分的干扰，无法完全除去H₂O，但计算时还是按照出完水蒸气的思路计算，则所得的x/y值将偏大；故答案为：3Cu（OH）₂?2CuCO₃；偏大；
II、根据实验原理，分别通过测定碱式碳酸铜受热分解生成的水蒸气和二氧化碳的质量来计算碱式碳酸铜样品的组成；关键是使生成的气体能被完全吸收，所以开头先用除去水和二氧化碳的空气来将装置中的气体排出，最后还要通除去水和二氧化碳的空气将残留在装置中的气体吹出使之被完全吸收；因为碱石灰不仅可以吸收二氧化碳还可以吸收水蒸气，气体的吸收应该先是用浓硫酸吸收水蒸气，再用碱石灰吸收二氧化碳；
（4）根据以上分析，按气流从左到右，装置接口的链接顺序为adebcf，故答案为：adebcf；
（5）根据以上分析，加热之前应先用除去水和二氧化碳的空气来将装置中的气体排出，所以操作为关闭K₁、K₂，打开K₃；说明装置气密性良好的现象：加热导管末端有气泡生成，冷却导管有一小段水柱倒吸；故答案为：关闭K₁、K₂，打开K₃；加热导管末端有气泡生成，冷却导管有一小段水柱倒吸；
（6）根据以上分析，第二次通入空气的作用是将残留在装置中的气体吹出使之被完全吸收，并防止倒吸；故答案为：将残留在装置中的气体吹出使之被完全吸收，并防止倒吸；

点评：本题考查碱式碳酸铜样品的化学式的测定及实验，熟悉装置及装置中每部分的作用是解答本题的关键，难度适中．