Question

【題目】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的步驟如下：

步驟一：廢銅屑制硝酸銅

如圖，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和硝酸銅溶液，水浴加熱至70℃左右，用0.4mol/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。

完成下列填空：

（1）寫出濃硝酸與銅反應的離子方程式___________________________________。

（2）上圖裝置中NaOH溶液的作用是__________________________________________。

（3）步驟二中，水浴加熱所需儀器有_________、________(加熱、夾持儀器、石棉網除外)；洗滌的目的是______________________________________________。步驟二的濾液中可能含有CO32-，寫出檢驗CO32-的方法_______________________________________。

（4）影響產品產量的主要因素有________________________________________。

（5）若實驗得到2.42g樣品(只含CuO雜質)，取此樣品加熱至分解完全后，得到1.80g固體，此樣品中堿式碳酸銅的質量分數是_________________(保留兩位小數)。

Answer 1

【答案】Cu+4H++2NO3-=Cu2++2NO2↑+2H2O 吸收氮的氧化物 燒杯 溫度計 洗滌除去堿式碳酸銅表面附著的硝酸鈉 取樣，加入鹽酸，將生成的氣體通入澄清的石灰水，溶液變渾濁，說明含有CO32- 反應溫度、溶液pH值 0.92

【解析】

（1）銅與濃硝酸反應的離子方程式為Cu＋4H＋＋2NO3－=Cu2＋＋2NO2↑＋2H2O；

（2）氮的氧化物對環境有影響，必須除去，因此氫氧化鈉的作用是除去氮的氧化物，發生的反應：2NO2＋2NaOH=NaNO3＋NaNO2＋H2O，NO2＋NO＋2NaOH=2NaNO2＋H2O；

（3）步驟二中大試管內加入碳酸鈉和硝酸銅溶液，需要水浴加熱，溫度控制在70℃左右，儀器是燒杯和溫度計；堿式碳酸銅表面附著硝酸鈉，需要除去，因此洗滌的目的是除去堿式碳酸銅表面附著的硝酸鈉；檢驗CO32－的方法是：取樣，加入鹽酸，將生成的氣體通入澄清的石灰水，溶液變渾濁，說明含有CO32－ ；

（4）由步驟二可知實驗成功的關鍵是控制溶液pH和反應溫度，因此影響產品產量的主要因素是溫度和pH；

（5）Cu2(OH)2CO3受熱分解的方程式為Cu2(OH)2CO32CuO＋CO2↑＋H2O，題干中提供反應前后的質量，因此采用質量差進行計算，令堿式碳酸銅的質量為xg，

Cu2(OH)2CO32CuO＋CO2↑＋H2O △m

222 62

x 2.42－1.80 x=2.22g，堿式碳酸銅的質量為2.22g/2.42g×100%=92%。