Question

1．碱式碳酸铜是一种具有广泛用途的化工产品，主要用于固体荧光粉激活剂和铜盐的制造等．
I．制备
称取14.0g CuSO_d•5H₂0、16.0g Na₂CO₃．10H₂0，用研钵分别研细后再混合研磨，立即发生反应，有“滋滋”声，而且混合物很快成为“黏胶状”．将混合物迅速投入200mL沸水中，快速搅拌并撤离热源，有蓝绿色沉淀生成，过滤，用水洗涤，至滤液中不含SO₄^2-为止，取出沉淀，风干，得到蓝绿色晶体．
（1）①混合物发生反应时有“滋滋”声的原因是有气体生成．
②检验生成物已洗涤干净的方法是取最后一次洗涤液少许于试管中，加入适量盐酸酸化后滴加氯化钡溶液，若无沉淀生成，则没有SO₄^2-，否则含有SO₄^2-
Ⅱ．组成测定
有同学查阅资料发现用Cu（OH）₂．CuC0₃表示碱式碳酸铜是不准确的，较为准确、科学的表达式是mCu（OH）₂．nCuC0₃，不同来源的碱式碳酸铜的m、n值需要具体测定．热分解法测定碱式碳酸铜组成的实验装置如图所示．通过测定碱式碳酸铜在灼热后所产生的气体体积，推导出碱式碳酸铜中碳酸铜和氢氧化铜的含量，即可求出m和n的比值．
（2）①仪器b的名称是碱式滴定管．
 ②检查装置气密性的方法是连接好装置，通过漏斗向装置中加水，至右侧水面比左侧水面高，静置，水面高度差不发生变化，则装置不 漏气，否则装置漏气．
③三次平行实验测定结果如下表，则该样品中m：n=3：2，若量气管中所盛液体为水，则该测定值比理论值偏大（填“偏大”、“偏小”或“不变”）．

实验序号	样品质量/g	CO2体积/mL（已折算成标准状况下）
1	0.542	44.82
2	0.542	44.80
3	0.542	44.78

III．铜是生命必需的元素，也是人类广泛使用的金属．
（1）将SO₂气体通入CuCl₂溶液中，生成CuCl沉淀的同时，还有产物H₂SO₄ HCl（填写化学式）．
（2）现代工业上，主要采用高温冶炼黄铜矿（CuFeS₂，也可表示为Cu₂S•Fe₂S₃）的方法获得铜．火法炼铜首先要焙烧黄铜矿：2CuFeS₂+4O₂ $\frac{\underline{\;800℃\;}}{\;}$Cu₂S+3SO₂+2FeO，每转移0.6mol电子，有0.1mol硫被氧化．
（3）Cu₂O投入足量的某浓度的硝酸中，若所得气体产物为NO和NO₂的混合物，且体积比为1﹕1，发生反应的化学方程式为：2Cu₂O+10HNO₃=4Cu（NO₃）₂+NO↑+NO₂↑+5H₂O．

Answer 1

分析 Ⅰ．（1）①用研钵分别研细后再混合研磨，发生水解反应，有CO₂气体生成，产生大量气泡，有“磁磁”的声音；
②根据SO₄^2-的检验方法：先加入盐酸酸化，再加入BaCl₂溶液，若有BaSO₄白色沉淀产生，则证明有SO₄^2-；
Ⅱ．（2）①根据常见仪器的结构写出名称；
②此装置漏斗与大气相通，要进行其气密性检查，首先要考虑的问题是如何使试管不直接通过量气管与大气相通，要解决这一问题，显而易见的用水（或液体）做液封，从而实现这一目的；
③先判断三次平行实验数据的有效性，然后求出平均值，然后根据方程式mCu（OH）₂•nCuCO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$（m+n）CuO+mH₂O+nCO₂↑求出$\frac{m}{n}$的值；若量气管中所盛液体为水，二氧化碳溶于水，n值偏小，则m值偏大；
Ⅲ．（1）SO₂气体通入CuCl₂溶液中，生成CuCl沉淀，发生氧化还原反应，则S元素的化合价升高；
（2）2CuFeS₂+4O₂$\frac{\underline{\;800℃\;}}{\;}$Cu₂S+3SO₂+2FeO中，Cu、O元素的化合价降低，S元素的化合价升高，利用化合价变化计算被氧化的S；二氧化硫与碱反应可处理尾气；
（3）Cu元素的化合价由+1价升高为+2价，气体产物为NO和NO₂的混合物，且体积比为1﹕1，得到电子数为1×（5-2）+1×（5-4）=4，Cu₂O失去电子数为2，结合电子守恒及原子守恒分析．

解答 解：Ⅰ．（1）①用研钵分别研细后再混合研磨，发生水解反应，有CO₂气体生成，产生大量气泡，所以会有“磁磁”的声音，
故答案为：有气体生成；
②滤液中是否含有SO₄^2-的操作方法是：取最后一次洗涤液于试管中，先加入盐酸酸化，再加入BaCl₂溶液，若有BaSO₄白色沉淀产生，则证明有SO₄^2-，否则没有，故答案为：取最后一次洗涤液少许于试管中，加入适量盐酸酸化后滴加氯化钡溶液，若无沉淀生成，则没有SO₄^2-，否则含有SO₄^2-；
Ⅱ．（2）①仪器b的名称是碱式滴定管，故答案为：碱式滴定管；
②此装置漏斗与大气相通，要进行其气密性检查，首先要考虑的问题是如何使试管不直接通过量气管与大气相通，具体方法：连接好装置，通过漏斗向装置中加水，至漏斗中水面比量气管中高，静置，水面不发生变化则装置不漏气，否则装置漏气，
故答案为：连接好装置，通过漏斗向装置中加水，至右侧水面比左侧水面高，静置，水面高度差不发生变化，则装置不漏气，否则装置漏气；
③三次平行实验数据均有效，CO₂体积的平均值$\frac{44.82+44.80+44.78}{3}$mL=44.80mL，物质的量为$\frac{0.0448L}{22.4L/mol}$=0.002mol，
mCu（OH）₂•nCuCO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$（m+n）CuO+mH₂O+nCO₂
（98m+124n）g                        nmol
0.542g                            0.002mol
解得：m：n=3：2；
若量气管中所盛液体为水，二氧化碳溶于水，n值偏小，则m值偏大，m与n的比值偏大；
故答案为：3：2；偏大．
III．（1）SO₂气体通入CuCl₂溶液中，生成CuCl沉淀，发生氧化还原反应，则S元素的化合价升高，则生成H₂SO₄，由元素守恒可知还生成HCl，
故答案为：H₂SO₄、HCl；
（2）2CuFeS₂+4O₂$\frac{\underline{\;800℃\;}}{\;}$Cu₂S+3SO₂+2FeO中，Cu、O元素的化合价降低，得到电子被还原，则被还原的元素为Cu、O；S元素的化合价升高，每转移0.6mol电子，被氧化的S为$\frac{0.6mol}{4-（-2）}$=0.1mol，故答案为：0.1；
（3）Cu元素的化合价由+1价升高为+2价，气体产物为NO和NO₂的混合物，且体积比为1﹕1，得到电子数为1×（5-2）+1×（5-4）=4，Cu₂O失去电子数为2，由电子守恒及原子守恒可知，反应为2Cu₂O+10HNO₃=4Cu（NO₃）₂+NO↑+NO₂↑+5H₂O，
故答案为：2Cu₂O+10HNO₃=4Cu（NO₃）₂+NO↑+NO₂↑+5H₂O．

点评 本题考查物质的制备与组成测定\Cu及其化合物的性质，综合考查元素化合物知识，侧重对实验现象的分析、问题讨论的考查，综合考查学生对知识的迁移应用，难度中等．