Question

銅綠的主要成分是堿式碳酸銅〔Cu₂（OH）₂CO₃〕，它能跟酸反應生成銅鹽、水和二氧化碳．某同學用小刀把家中舊銅器上的銅綠刮下，用來依次制取較純凈的硫酸銅、氧化銅和銅（為避免摻入固體雜質，他沒有采用金屬或碳置換化合物中的銅的方法）．制取步驟分為四步：
（1）填寫下面表示制取步驟和方法的方框圖（方框內填寫所制取物質的化學式，方框前的橫線上填寫所加入的試劑及簡要操作）．

（2）根據上面的操作步驟，在下列所示儀器中選擇實驗所需用的儀器編號和名稱

 

．

（3）寫出A、C操作過程中涉及的反應的化學方程式

 

、

 

．
（4）如果實驗裝置及生成銅以前的操作都正確，但最后沒有生成銅，這是因為

 

．

Answer 1

分析：利用題設信息“銅綠的主要成分是堿式碳酸銅，它能跟酸反應生成銅鹽、水和二氧化碳”，可推斷為得到硫酸銅應使堿式碳酸銅與硫酸反應，然后利用硫酸銅與氫氧化鈉反應得到氫氧化銅的沉淀，再對不溶性的堿氫氧化銅進行加熱分解產生氧化銅，最后利用具有還原性的氫氣在加熱條件下還原氧化銅，從而避免摻入固體雜質得到較為純凈的銅．

解答：解：（1）把銅綠與稀硫酸混合充分反應后過濾得到硫酸銅溶液，向所得硫酸銅溶液中滴加氫氧化鈉溶液至沉淀不再產生時過濾，把過濾得到的氫氧化銅沉淀進行加熱分解得到氧化銅，最后利用氫氣在加熱條件下還原氧化銅即可達到獲得不含固體雜質銅的制取目的；
（2）取銅綠于燒杯中，加入適量稀硫酸用玻璃棒攪拌，充分反應后過濾，向過濾所的硫酸銅溶液中加入氫氧化鈉溶液并不斷攪拌；完成以上操作需要使用漏斗、燒杯、玻璃棒、滴管、鐵架參（帶鐵圈）等儀器；把過濾得到的氫氧化銅沉淀放在試管中加熱，全部全黑色，通入氫氣進行還原直到全部變為光亮的紅色的銅；完成以上操作需要使用酒精燈、試管、氫氫氣的玻璃導管、鐵架臺（帶鐵夾）等儀器．因此完成該實驗需要使用的儀器為：（1）試管、（3）燒杯、（4）酒精燈、（5）通氫氣的玻璃導管、（6）漏斗、（7）滴管、（9）鐵架臺（帶鐵圈和鐵夾）、⑽玻璃棒；
（3）操作A加入稀硫酸，硫酸與堿式碳酸銅反應可生成硫酸銅、水和二氧化碳，反應的化學方程式為Cu₂（OH）₂CO₃+2H₂SO₄=2CuSO₄+3H₂O+CO₂↑；操作C為對氫氧化銅加熱，氫氧化銅受熱分解生成氧化銅和水，反應的化學方程式為Cu（OH）₂

△  .

CuO+H₂O；
（4）由于銅在高溫下能與氧氣發生反應生成氧化銅，因此在銅未冷卻便停止通氫氣，則會導致還原出的銅又被氧化成氧化銅，出現實驗裝置及生成銅以前的操作都正確，但最后沒有生成銅的意外結果．
故答案為：
（1）銅綠

稀硫酸

攪拌過濾

CuSO₄

NaOH溶液

攪拌過濾

Cu（OH）₂

△

CuO

H2

△

Cu；
（2）選出的儀器：（1）試管、（3）燒杯、（4）酒精燈、（5）通氫氣的玻璃導管、（6）漏斗、（7）滴管、（9）鐵架臺（帶鐵圈和鐵夾）、⑽玻璃棒；
（3）Cu₂（OH）₂CO₃+2H₂SO₄=2CuSO₄+3H₂O+CO₂↑；Cu（OH）₂

△  .

CuO+H₂O；
（4）銅未冷卻便停止通氫氣，結果銅又被氧化成氧化銅．

點評：利用所涉及物質的性質、變化規律及實驗的具體要求，分析制取流程以理解所設計的實驗過程，從而解答實驗中所涉及的相關問題．