Question

【題目】堿式碳酸銅[Cu2(OH)2CO3]是一種用途廣泛的化工原料,實驗室以廢銅屑為原料制取堿式碳酸銅的步驟如下:

步驟一:廢銅屑制硝酸銅

如圖,用膠頭滴管吸取濃硝酸緩慢加到錐形瓶內(nèi)的廢銅屑中(廢銅屑過量),充分反應后過濾,得到硝酸銅溶液。

步驟二:堿式碳酸銅的制備

向大試管中加入碳酸鈉溶液和硝酸銅溶液,水浴加熱至70℃左右,用0.4 mol·L-1的NaOH溶液調(diào)節(jié)pH至8.5,振蕩,靜置,過濾,用熱水洗滌,烘干,得到堿式碳酸銅產(chǎn)品。

完成下列填空:

(1)寫出濃硝酸與銅反應的離子方程式_________________________________。

(2)上圖裝置中NaOH溶液的作用是____________________________________。

(3)步驟二中,水浴加熱所需儀器有____________、____________(加熱、夾持儀器、石棉網(wǎng)除外),水浴加熱的優(yōu)點是_________________________________。

(4)若實驗得到2.42 g樣品(只含CuO雜質),取此樣品加熱至分解完全后,得到1.80 g固體,此樣品中堿式碳酸銅的質量分數(shù)是____。

Answer 1

【答案】Cu+4H++2NO3-=Cu2++2NO2↑+2H2O 吸收氮氧化物 燒杯 溫度計 受熱均勻,溫度易于控制 92%

【解析】

廣口瓶內(nèi)銅與濃硝酸反應生成大氣污染氣體NOx，NaOH溶液可用來吸收NOx，利用NO2+NaOH→NaNO2+NaNO3+H2O可知，反應結束后，廣口瓶的溶液中，除了剩余的NaOH外，還含有新生成的NaNO2與NaNO3；因反應器為大試管，故水浴加熱中用來盛放水的儀器可以選用燒杯、溫度計(測定水溫)；洗滌可除去堿式碳酸銅表面的吸附的硝酸鈉．堿式碳酸銅完全分解得到CuO，設樣品中堿式碳酸銅的質量分數(shù)為x，依據(jù)堿式碳酸銅的方程式，利用“差量法”計算即可。

(1)銅與濃硝酸反應生成硝酸銅、二氧化氮與水，反應離子方程式為Cu+4H++2NO3-=Cu2++2NO2↑+2H2O；

(2)反應生成的氮的氧化物是大氣污染氣體，被氫氧化鈉溶液吸收，防止污染，所以裝置中NaOH的作用是吸收氮氧化物；

(3)步驟二中，水浴加熱所需儀器有燒杯、溫度計，利用水浴加熱可受熱均勻，且溫度易于控制；

(4)堿式碳酸銅完全分解得到CuO，設樣品中堿式碳酸銅的質量分數(shù)為x，依據(jù)堿式碳酸銅的方程式，Cu2(OH)2CO3=2CuO+CO2↑+H2O；利用“差量法”計算可得：=，解得x=0.92=92%。