Question

銅器長(zhǎng)時(shí)間露置在潮濕的空氣里，表面都會(huì)有一層綠色的物質(zhì)，俗稱(chēng)銅綠，化學(xué)名稱(chēng)：堿式碳酸銅[Cu₂（ OH ）₂ CO₃]．請(qǐng)完成下列問(wèn)題．
（1）根據(jù)其化學(xué)式，得出銅生銹可能是銅與空氣中的氧氣、水和

 

共同反應(yīng)的結(jié)果．
【問(wèn)題探究】
研究小組欲探究一表面生銹的銅片中銅綠的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，稱(chēng)取該樣品10.0g放入D中進(jìn)行如圖實(shí)驗(yàn)：

【查閱資料】
1．銅綠不穩(wěn)定，加熱時(shí)易分解成三種氧化物．
2．C、E、F中裝有堿石灰（CaO與NaOH的固體混合物），堿石灰可以用來(lái)吸收二氧化碳和水蒸氣；
3．B處為兩個(gè)單向閥：推注射器時(shí)A₁關(guān)閉，A₂處打開(kāi)；拉注射器時(shí)，A₁打開(kāi)進(jìn)空氣，A₂關(guān)閉，推拉注射器的作用是鼓入空氣．
【實(shí)驗(yàn)步驟】
①組裝好裝置  
②反復(fù)推拉注射器  
③稱(chēng)量E的質(zhì)量  
④關(guān)閉彈簧夾，加熱D處試管直到反應(yīng)不再進(jìn)行  
⑤打開(kāi)彈簧夾，再次反復(fù)緩緩?fù)评�注射�?nbsp; 
⑥再次稱(chēng)量E的質(zhì)量．
【實(shí)驗(yàn)分析】
（2）寫(xiě)出D裝置中發(fā)生的兩個(gè)化學(xué)方程式
①銅綠受熱分解的化學(xué)方程式

 

，綠色粉末逐漸變?yōu)?!--BA-->

 

色．
②銅加熱

 

．
（3）在操作①中，同學(xué)們一致認(rèn)為缺少了一個(gè)重要步驟，在實(shí)驗(yàn)前應(yīng)先

 

．
（4）C的作用是

 

，F(xiàn)的作用是

 

．
（5）步驟⑤的作用是

 

．若不進(jìn)行步驟⑤的操作，則所測(cè)得的銅綠的質(zhì)量分?jǐn)?shù)

 

（填“偏大”、“偏小”、“無(wú)影響”）．
【定量計(jì)算】
（6）反應(yīng)結(jié)束后，測(cè)得E裝置的質(zhì)量增加了0.62g，則銅綠在樣品中所占質(zhì)量分?jǐn)?shù)為

 

．
【實(shí)驗(yàn)反思】
（7）小明同學(xué)提出可以通過(guò)測(cè)D裝置反應(yīng)后的質(zhì)量的減少即為反應(yīng)生成的水和二氧化碳來(lái)計(jì)算，同學(xué)們經(jīng)過(guò)思考否定了這種方案，理由是

 

．
【實(shí)驗(yàn)再探究】
【查閱資料】
1．銅綠可與稀硫酸反應(yīng)生成硫酸銅、水以及一種能使石灰水變渾濁的氣體．
2．含有硫酸根離子的化合物溶液與氯化鋇溶液反應(yīng)會(huì)產(chǎn)生白色沉淀．
【實(shí)驗(yàn)方案】
取10g表面生銹的銅樣品，加入稍過(guò)量的稀硫酸，充分反應(yīng)后過(guò)濾，洗滌，干燥，稱(chēng)得濾渣的質(zhì)量即為銅的質(zhì)量．
（8）寫(xiě)出銅綠與硫酸反應(yīng)的化學(xué)方程式

 

．
（9）證明所加稀硫酸過(guò)量的現(xiàn)象是

 

，濾液中含有的溶質(zhì)有

 

和

 

．
（10）判斷濾渣銅已洗滌干凈的操作方法及現(xiàn)象是

 

．

Answer 1

分析：（1）根據(jù)堿式碳酸銅化學(xué)式和質(zhì)量守恒定律，推測(cè)；
（2）根據(jù)反應(yīng)物、反應(yīng)條件、生成物，可以書(shū)寫(xiě)銅綠受熱分解和銅加熱的化學(xué)方程式；
（3）有氣體參與反應(yīng)或需要?dú)怏w反應(yīng)的裝置，都必須檢查裝置氣密性；
（4）利用堿石灰的作用回答；
（5）打開(kāi)彈簧夾，再次反復(fù)緩緩?fù)评�注射器，即讓生成的二氧化碳和水充分被E吸收；
（6）反應(yīng)結(jié)束后，測(cè)得E裝置的質(zhì)量增加了0.62g，則可知二氧化碳和水的質(zhì)量，則可求銅綠在樣品中所占質(zhì)量分?jǐn)?shù)．
（7）知道：E裝置增加的質(zhì)量即為反應(yīng)生成的水和二氧化碳．
（8）根據(jù)資料“銅綠可與稀硫酸反應(yīng)生成硫酸銅、水以及一種能使石灰水變渾濁的氣體”，則可知銅綠與硫酸反應(yīng)的化學(xué)方程式．
（9）根據(jù)資料“含有硫酸根離子的化合物溶液與氯化鋇溶液反應(yīng)會(huì)產(chǎn)生白色沉淀”，則可證明所加稀硫酸是否過(guò)量；
（10）利用稱(chēng)量E裝置的質(zhì)量是否增加，判斷濾渣銅已洗滌干凈．

解答：解：（1）根據(jù)堿式碳酸銅化學(xué)式[Cu₂（ OH ）₂ CO₃]和質(zhì)量守恒定律，則得出銅生銹可能是銅與空氣中的氧氣、水和 二氧化碳共同反應(yīng)的結(jié)果．
【實(shí)驗(yàn)分析】
（2）①根據(jù)反應(yīng)物、反應(yīng)條件、生成物，可以書(shū)寫(xiě)銅綠受熱分解的化學(xué)方程式 Cu₂（OH）₂CO₃

△   .

2CuO+H₂O+CO₂↑，綠色粉末逐漸變?yōu)?黑色．
②根據(jù)反應(yīng)物、反應(yīng)條件、生成物，可以書(shū)寫(xiě)銅加熱的化學(xué)方程式 2Cu+O₂

△   .

2CuO．
（3）在操作①中，實(shí)驗(yàn)前應(yīng)先 檢查裝置的氣密性．
（4）根據(jù)“堿石灰（CaO與NaOH的固體混合物），堿石灰可以用來(lái)吸收二氧化碳和水蒸氣”，則可推測(cè)C的作用是 吸收二氧化碳和水蒸氣，F(xiàn)的作用是 防止空氣中的二氧化碳和水蒸氣等雜質(zhì)氣體進(jìn)入到E，影響二氧化碳和水分質(zhì)量的測(cè)定．
（5）步驟⑤該操作中推注射器時(shí)緩緩的目的是使生成的二氧化碳、水蒸氣吸收充分．若不進(jìn)行步驟⑤的操作，生成的二氧化碳和水不能被充分吸收，使得結(jié)果偏�。�故填：偏�。�
（6）反應(yīng)結(jié)束后，測(cè)得E裝置的質(zhì)量增加了0.62g，則二氧化碳和水的質(zhì)量為0.62g，則堿式碳酸銅的質(zhì)量為2.22g，故樣品中所占質(zhì)量分?jǐn)?shù)為

2.22g

10.0g

×100%=22.2%．
（7）小明同學(xué)提出可以通過(guò)測(cè)D裝置反應(yīng)后的質(zhì)量的減少即為反應(yīng)生成的水和二氧化碳來(lái)計(jì)算，同學(xué)們經(jīng)過(guò)思考否定了這種方案，理由是 E裝置增加的質(zhì)量即為反應(yīng)生成的水和二氧化碳．
（8）根據(jù)資料“銅綠可與稀硫酸反應(yīng)生成硫酸銅、水以及一種能使石灰水變渾濁的氣體”，則可寫(xiě)出銅綠與硫酸反應(yīng)的化學(xué)方程式 Cu₂（OH）₂CO₃ +2H₂SO₄=2CuSO₄+3H₂O+CO₂↑．
（9）根據(jù)資料“含有硫酸根離子的化合物溶液與氯化鋇溶液反應(yīng)會(huì)產(chǎn)生白色沉淀”，則可證明所加稀硫酸過(guò)量的現(xiàn)象是 與氯化鋇溶液反應(yīng)會(huì)產(chǎn)生白色沉淀，濾液中含有的溶質(zhì)有 氯化氫和 硫酸銅．
（10）判斷濾渣銅已洗滌干凈的操作方法及現(xiàn)象是 稱(chēng)量E裝置的質(zhì)量不再增加．
故答案為：（1）二氧化碳；
（2）①Cu₂（OH）₂CO₃

△   .

2CuO+H₂O+CO₂↑，黑．②2Cu+O₂

△   .

2CuO．
（3）檢查裝置的氣密性．
（4）吸收二氧化碳和水蒸氣，防止空氣中的二氧化碳和水蒸氣等雜質(zhì)氣體進(jìn)入到E，影響二氧化碳和水分質(zhì)量的測(cè)定．
（5）使堿石灰充分吸收二氧化碳和水蒸氣．偏小
（6）22.2%．
（7）E裝置增加的質(zhì)量即為反應(yīng)生成的水和二氧化碳．
（8）Cu₂（OH）₂CO₃ +2H₂SO₄=2CuSO₄+3H₂O+CO₂↑．
（9）與氯化鋇溶液反應(yīng)會(huì)產(chǎn)生白色沉淀，氯化氫和 硫酸銅．
（10）稱(chēng)量E裝置的質(zhì)量不再增加

點(diǎn)評(píng)：解答本題的關(guān)鍵是要充分理解物質(zhì)的性質(zhì)和實(shí)驗(yàn)?zāi)康�，只有這樣才能對(duì)問(wèn)題做出正確的判斷．