Question

【題目】堿式碳酸銅可用于有機催化劑、殺蟲劑及飼料中銅的添加劑，還可用于煙火和顏料制造。CuSO4溶液與Na2CO3溶液反應能否得到堿式碳酸銅？某班同學進行相關探究。

【沉淀制備】

稱取12.5 g膽礬溶于87.4 mL蒸餾水中，滴4滴稀硫酸，充分攪拌后得到CuSO4溶液。向其中加入適量Na2CO3溶液，將所得藍綠色懸濁液過濾，用蒸餾水洗滌，再用無水乙醇洗滌。

（1）滴加稀硫酸的作用是 。所得硫酸銅溶液的溶質質量分數為 。

（2）用無水乙醇洗滌的目的是 。

【實驗探究】

同學們設計了如下裝置，用制得的藍綠色固體進行實驗：

（3）D裝置加熱前，需要首先打開活塞K，用A裝置制取適量N2，然后關閉K，點燃D處酒精燈。A中產生N2的作用是 ，C中盛裝的試劑應是 。

（4）裝置A中發生反應的離子方程式為 。

（5）若藍綠色固體的組成為xCuCO3·yCu(OH)2，實驗能觀察到的現象是 。

（6）同學們查閱文獻知：Ksp[CaCO3]＝2.8×10-9，Ksp[BaCO3]＝5.1×10-9，經討論認為需要用Ba(OH)2代替Ca(OH)2來定量測定藍綠色固體的化學式，其原因是 。

a．Ba(OH)2的堿性比Ca(OH)2強

b．Ba(OH)2溶解度大于Ca(OH)2，能充分吸收CO2

c．相同條件下，CaCO3的溶解度明顯大于BaCO3

d．吸收等量CO2生成的BaCO3的質量大于CaCO3，測量誤差小

待D中反應完全后，打開活塞K，再次滴加NaNO2溶液產生N2，其目的是 。若定量分析所取藍綠色固體質量為27.1 g，裝置F中使用Ba(OH)2溶液，實驗結束后，裝置E的質量增加2.7 g，F中產生沉淀19.7 g。則該藍綠色固體的化學式為 。

Answer 1

【答案】（1）抑制Cu2+水解，防止溶液變渾濁（1分） 8.0%（1分）

（2）利用乙醇易揮發的性質帶走沉淀上面的水（1分）

（3）排除裝置中的空氣，避免干擾（1分） 濃硫酸（1分）

（4）NO2－＋NH4＋N2↑＋2H2O（2分）

（5）硬質玻璃管中藍綠色固體變黑色，E中白色固體變藍，F中溶液變渾濁（2分）

（6）b d（2分） 讓停留在裝置中的氣體被充分吸收，減小實驗誤差（1分）

2CuCO33Cu(OH)2或3Cu(OH)22CuCO3或Cu5(OH)6(CO3)2（2分）

【解析】（1）銅離子水解，因此滴加稀硫酸的作用是抑制Cu2+水解，防止溶液變渾濁。所得硫酸銅溶液的溶質質量分數為8.0%。

（2）乙醇和水互溶，易揮發，所以用無水乙醇洗滌的目的是利用乙醇易揮發的性質帶走沉淀上面的水。（3）裝置內有殘留的空氣，所以A中產生N2的作用是排除裝置中的空氣，避免干擾；生成的氮氣中含有水蒸氣，會干擾后續實驗，所以C中盛裝的試劑應是濃硫酸，除去氮氣中的水蒸氣。

（4）裝置A中發生反應的離子方程式為NO2－＋NH4＋N2↑＋2H2O。

（5）若藍綠色固體的組成為xCuCO3·yCu(OH)2，因此受熱分解生成氧化銅、CO2和水蒸氣，則實驗能觀察到的現象是硬質玻璃管中藍綠色固體變黑色，E中白色固體變藍，F中溶液變渾濁。

（6）由于Ba(OH)2溶解度大于Ca(OH)2，能充分吸收CO2，吸收等量CO2生成的BaCO3的質量大于CaCO3，測量誤差小，所以需要用Ba(OH)2代替Ca(OH)2來定量測定藍綠色固體的化學式。待D中反應完全后，打開活塞K，再次滴加NaNO2溶液產生N2，其目的是讓停留在裝置中的氣體被充分吸收，減小實驗誤差。若定量分析所取藍綠色固體質量為27.1 g，裝置F中使用Ba(OH)2溶液，實驗結束后，裝置E的質量增加2.7 g，即水蒸氣是2.7g，物質的量是0.15mol。F中產生沉淀19.7 g，即碳酸鋇是19.7g，物質的量是0.1mol，因此x：y＝2：3，則該藍綠色固體的化學式為2CuCO33Cu(OH)2。