Question

【題目】科學探究和證據推理是化學學科的核心素養。某小組對堿式碳酸銅晶體[Cu2(OH)2CO3]的性質進行實驗探究，并基于證據進行推理分析。

(1)分析堿式碳酸銅的組成

根據化學式可知，堿式碳酸銅中Cu元素的化合價為___________價。

(2)探究堿式碳酸銅受熱的變化

[設計實驗]該小組設計了如圖裝置(夾持儀器已略去)，并用于探究堿式碳酸銅的分解產物。

[實驗過程]

①在裝置丙導管a處連接一導管，并插入水中，微熱試管，觀察到______________，說明整套裝置的氣密性良好。

②按圖示加入樣品和試劑，加熱一段時間后， 試管中固體變黑，U形管中無水硫酸銅變藍，澄清石灰水變渾濁。

[實驗分析]

注:無水硫酸銅為白色固體，遇水變藍。

①裝置甲中加熱時先____________，后對準藥品部位集中加熱。

②裝置丙中發生反應的化學方程式為____________。

③根據現象可知，堿式碳酸銅受熱可分解，分解產物有CO2、CuO、____________。

④裝置乙、丙位置不能互換的理由是____________。

Answer 1

【答案】+2 導管口出現氣泡 預熱 H2O 氣體通過澄清石灰水時會帶出水蒸氣，無法檢驗是否生成水

【解析】

二氧化碳和氫氧化鈣反應生成碳酸鈣沉淀和水；堿式碳酸銅能與硫酸發生反應，生成硫酸銅、水和二氧化碳。

(1)堿式碳酸銅的化學式為Cu2(OH)2CO3，氧元素的化合價為-2價，碳元素的化合價為+4價，氫元素的化合價為+1價，設銅元素的化合價為x，化合物中各元素化合價代數和為零，，，故堿式碳酸銅中Cu元素的化合價為+2價。

(2)①在裝置丙導管a處連接一導管，并插入水中，微熱試管，試管中的空氣受熱膨脹，從短管口逸出，故觀察到導管口出現氣泡，說明整套裝置的氣密性良好。

[實驗分析]

①為防止受熱不均勻使試管炸裂，故給裝置甲中加熱時先預熱，后對準藥品部位集中加熱。

②裝置丙中發生反應是二氧化碳和氫氧化鈣生成碳酸鈣和水，反應的化學方程式為

。

③U形管中無水硫酸銅變藍，說明反應生成水，澄清石灰水變渾濁，說明反應生成二氧化碳，堿式碳酸銅受熱可分解，分解產物有CO2、CuO、H2O。

④石灰水中有水，裝置乙、丙位置不能互換的理由是氣體通過澄清石灰水時會帶出水蒸氣，無法檢驗是否生成水。