Question

（本題共15分）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并測定產品產率的步驟如下：

步驟一：廢銅屑制硝酸銅
如圖10，用膠頭滴管吸取濃HNO₃緩慢加到錐形瓶內的廢銅屑中(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   的NaOH溶液調節pH至8.5，振蕩，靜置，過濾，用熱水洗滌，烘干，得到堿式碳酸銅產品。
步驟三：測定產品中堿式碳酸銅含量
1、灼燒，取n g樣品，放入坩堝中充分灼燒
測定二氧化碳質量，          
根據二氧化碳質量計算樣品中堿式碳酸銅含量。
完成下列填空：
（1）步驟一上圖裝置中NaOH溶液的作用是          。反應結束后，廣口瓶內的溶液中，除了含有NaOH外，還有           (填寫化學式)。
（2）步驟二
①寫出反應的離子方程式          
②若調節pH大于8.5，制的產品的質量會          （填增大，減少，不變）
（3）步驟三中
①寫出堿式碳酸銅分解方程式
②如何確定樣品分解完全？          
③補充完2中的實驗步驟          
④若實驗測的樣品中堿式碳酸銅含量大于100%，可能的原因是          

Answer 1

（1）吸收氮氧化物    NaNO₃   NaNO₂
（2）CO₃^2－＋2Cu^2＋＋2OH^－= Cu₂(OH)₂CO₃   減少
（3） ① Cu₂(OH)₂CO₃="=" 2CuO＋CO₂↑＋H₂O
②灼燒后冷卻稱量，連續兩次質量不變
③使產生的氣體依次通過盛有濃硫酸洗氣瓶、堿石灰干燥管Ⅰ、堿石灰干燥管Ⅱ，稱量堿石灰干燥管Ⅰ增重的質量即是二氧化碳質量。
④產品中含有碳酸銅雜質，干燥管吸收了二氧化碳和水等

試題分析：（1）銅與硝酸反應產生氮的氧化物，會污染空氣，故應除去，氮的氧化物能與氫氧化鈉反應，
NaOH+NO+NO₂=NaNO₂+ H₂O   2NaOH+2NO₂=NaNO₂+ NaNO₃+H₂O
所以反應后溶液中含有NaOH、NaNO₂、 NaNO₃；
（2）pH值過高產生氫氧化銅雜質，導致產品質量減少；（3）樣品分解產生二氧化碳和水蒸氣，測定二氧化碳質量需先除掉水蒸氣，同時防止空氣中二氧化碳和水蒸氣被堿石灰吸收；樣品中堿式碳酸銅含量大于100%，說明干燥管Ⅰ質量增加偏大，可能是含有產生二氧化碳量更多的碳酸銅，也可能是水蒸氣沒被完全吸收而被干燥管Ⅰ吸收，或空氣中二氧化碳、水等被干燥管Ⅰ吸收。