Question

【題目】堿式碳酸銅是一種用途廣泛的化工原料，其化學式一般可表示為Cu(OH)2xCuCO3。某實驗小組設計如下幾個實驗方案，測定堿式碳酸銅的組成，完成下列填空。

[方案一]用如圖實驗裝置進行實驗(夾持儀器省略)，先通一段時間氮氣，然后加熱，加熱完畢，再通一段時間氮氣。

加熱完畢再通一段時間氮氣的作用是___。

若實驗取14.200g樣品，B裝置增重0.900g，C裝置增重3.300g，則x=___。

[方案二]用如圖裝置測定堿式碳酸銅與足量稀硫酸反應生成CO2的體積。

為了減小實驗誤差，量氣管中液體M的選擇原則是___。

通過實驗，測得該試樣中x值偏低，產生這種現象的原因可能是___

a.CO2氣體中含有水蒸氣

b.測定氣體體積時未冷卻至室溫

c.Y型管中留有反應生成的氣體

d.測定氣體體積時水準管的液面高于量氣管的液面

[方案三]該小組同學又用如下方案測定堿式碳酸銅的組成。

煮沸的目的主要是___。

若滴定時NaOH加入過量，則x值___(填“偏大”、“偏小”或“不變”)

Answer 1

【答案】將反應生成的水蒸汽和二氧化碳全部趕至裝置B、C，被完全吸收 1.5 二氧化碳在M溶液中溶解度要小 d 將生成的二氧化碳全部趕出，避免影響滴定結果 偏大

【解析】

方案一：加熱樣品分解為CuO、二氧化碳與水，根據B中濃硫酸溶液增重測定生成水的質量，根據C中堿石灰增重測定生成二氧化碳的質量，D中堿石灰吸收空氣中二氧化碳與水蒸氣，防止其進入C中，根據硬質玻璃管中最終剩余固體為CuO，計算各自物質的量，根據原子守恒可以計算氫氧化銅、碳酸銅的物質的量，進而確定化學式；

方案二：利用排液體M測定二氧化碳的體積，則二氧化碳在溶體M中溶解性要小；

如果測得的二氧化碳的體積偏小，測得該試樣中x值偏低，，據此分析；

方案三：硫酸與堿式碳酸銅反應生成硫酸銅與二氧化碳，煮沸趕出溶液中溶解的二氧化碳，再用氫氧化鈉溶液滴定剩余的硫酸，可以計算參加反應硫酸物質的量，銅離子物質的量與消耗硫酸的物質的量相等，求出銅的含量，再結合碳酸銅和氫氧化銅中銅的含量分析。

方案一：要想準確的測定堿式碳酸銅的組成，必須保證產生的二氧化碳和水完全被吸收，所以加熱完畢再通一段時間氮氣是為了將反應生成的水蒸氣和二氧化碳全部趕至裝置B、C中被完全吸收；

B裝置增重，則生成水為

C裝置增重，則生成二氧化碳為：，

由原子守恒可知，堿式碳酸銅中氫氧化銅為，碳酸銅為，則1：：，解得；

方案二：為了減小實驗誤差，量氣管中液體M的選擇原則是：二氧化碳在M溶液中溶解度要小；

氣體中含有水蒸氣，測定二氧化碳的體積偏大，測得該式樣中x值偏高，故a不符合；

測定氣體體積時未冷卻至室溫，冷卻后二氧化碳體積較小，則測定二氧化碳體積偏大，測得該式樣中x值偏高，故b不符合；

型管中留有反應生成的氣體，同時排出等體積的空氣，不影響二氧化碳體積的測量，故c不符合；

測定氣體體積時水準管的液面高于量氣管的液面，二氧化碳的壓強比空氣大被壓縮，測定二氧化碳的體積偏小，則測得該式樣中x值偏低，故d符合，

方案三：用氫氧化鈉滴定剩余硫酸時，溶解在溶液中的二氧化碳能與氫氧化鈉溶液反應，使測定剩余的硫酸偏大，故要加熱煮沸將生成的二氧化碳全部趕出，避免影響滴定結果；

如果在滴定中加入氫氧化鈉過量，會生成氫氧化銅沉淀，導致測定剩余硫酸物質的量偏大，消耗硫酸偏小，則沉淀中Cu質量偏小，而碳酸銅中Cu的質量分數小于氫氧化銅中Cu的質量分數，則沉淀碳酸銅的含量偏大，x值偏大。