Question

【題目】醋酸銅[(CH3COO)2Cu·H2O]（其相對式量為200）常用作分析化學的分析試劑，還用作有機合成催化劑、瓷釉顏料等。可以用堿式碳酸銅與醋酸作用來制備。

實驗步驟：

(I)堿式碳酸銅的制備

(Ⅱ)醋酸銅的制備

堿式碳酸銅與醋酸反應制得醋酸銅：

Cu(OH)2·CuCO3+4CH3COOH=2(CH3COO)2Cu·H2O+CO2↑+H2O

將產品堿式碳酸銅放入燒杯內，加入約20mL蒸餾水，加熱攪拌至323K左右，逐滴加入適量醋酸至固體不再溶解，趁熱過濾。濾液在通風櫥下蒸發至原體積的左右，冷卻至室溫，減壓過濾，用少量蒸餾水洗滌，得(CH3COO)2Cu·H2O產品，稱量，計算產率。

回答下列問題：

(1)步驟(ⅰ)將研磨后混合物注入熱水中反應，寫出離子反應方程式______。

(2)堿式碳酸銅的制備需在熱水中進行反應，且溫度需控制在60℃左右，請解釋原因______。

(3)在步驟(ⅰ)與步驟(ⅱ)的實驗過程中，涉及三種固液分離的方法，分別是傾析法過濾、趁熱過濾與減壓過濾，下列裝置中沒有使用到的有______。

(4)步驟ⅱ中洗滌晶體的具體操作是______。

(5)最終稱量所得的產品為8.0g，則產率為______。

Answer 1

【答案】2Cu2++4HCO3-=Cu(OH)2·CuCO3↓+3CO2↑+H2O 升高溫度能加快反應，但溫度過高導致Cu(OH)2·CuCO3分解 AEG 關小水龍頭，向布氏漏斗中加水至浸沒晶體，使水緩慢通過晶體重復2-3次 80%

【解析】

(1)步驟(ⅰ)將研磨后混合物注入熱水后，會觀察到有大量氣泡產生并有藍色沉淀產生，可知除生成Cu(OH)2CuCO3外，還有CO2 氣體生成，結合電荷守恒和原子守恒即可寫出發生反應的離子方程式；

(2)堿式碳酸銅不穩定，溫度過高容易分解；

(3)根據步驟(ⅰ)與步驟(ⅱ)中制備醋酸銅的操作步驟選用需要的儀器；

(4)根據減壓過濾操作分析洗滌晶體操作方法；

(5)根據n=計算出硫酸銅晶體、碳酸氫鈉的物質的量，然后根據不足量計算出生成堿式碳酸銅 的物質的量，再根據反應Cu(OH)2CuCO3+4CH3COOH+5H2O=Cu(CH3COO)24H2O+CO2↑計算出理論上生成甲酸銅晶體的質量，最后計算出產率。

(1)步驟(ⅰ)將研磨后混合物注入熱水后，生成Cu(OH)2CuCO3和CO2，發生反應的離子方程式為2Cu2++4HCO3-=Cu(OH)2CuCO3↓+3CO2↑+H2O；

(2)溫度升高能加快反應速率，但溫度過高，就會導致Cu(OH)2CuCO3分解，則制備Cu(OH)2CuCO3需在熱水中進行反應，且溫度需控制在60℃左右；

(3)根據醋酸銅的制備步驟可知，固體研碎應在研缽中進行，傾析法過濾不需要過濾裝置A，需要減壓過濾需要裝置C、趁熱過濾需要裝置D，和蒸發裝置需要裝置 F，沒有使用到分液裝置和固體加熱分解裝置，則需要的裝置有A、E、G；

(4)利用減壓抽濾裝置洗滌晶體，具體操作是關小水龍頭，向布氏漏斗中加水至 浸沒晶體，使水緩慢通過晶體重復2-3次；

(5)12.5g硫酸銅晶體的物質的量n(CuSO4)= =0.05mol， 9.5g碳酸氫鈉的物質的量n(NaHCO3)=≈0.113mol， 根據反應2CuSO4+4NaHCO3=Cu(OH)2CuCO3↓+3CO2↑+2Na2SO4 +H2O可知，NaHCO3，反應生成的堿式碳酸銅的物質的量等于硫酸銅晶體的物質的量為0.05mol，根據反應Cu(OH)2CuCO3 +4CH3COOH+5H2O=Cu(CH3COO)24H2O+CO2↑可知，生成甲酸銅的物質的量也為0.05mol， 所以反應產生甲酸銅的產率為：×0.05mol×100%=80%。