Question

【題目】銅及其化合物在生產、生活中都有廣泛的應用．
（1）一、銅的性質及其應用
兔首和鼠首均為青銅器（銅、錫合金），表面呈綠色，這是銅器長期暴露在空氣中生成了銅銹（銅銹俗稱銅綠）．銅綠化學式是Cu2（OH）2CO3 ， 它受熱會分解生成三種氧化物．
青銅器屬于（填序號）．
A.無機材料
B.合成材料
C.復合材料
D.復合肥
（2）銅綠分解的化學方程式為 ．
（3）為了弄清銅生成銅綠的條件，某化學實驗小組借鑒課本“鐵釘銹蝕條件的探究”實驗，設計了“銅片銹蝕條件的探究”實驗，實驗如圖1所示（所用銅片潔凈、光亮，試管內的“ ”為銅片）．

實驗較長時間后，發現（填試管編號）試管中銅片最先生銹．小組討論后發現實驗還不夠完善，要得出正確的結論，還要補充一個實驗．你認為要補充的一個實驗是：Cu和（寫出試管中需要的物質）．可以省略不做的實驗是試管（填試管編號）．
（4）二、銅的制備研究
銅可采用如下方法制備：
方法一：火法煉銅：Cu2S+O2 2Cu+SO2
方法二：濕法煉銅：CuSO4+Fe=FeSO4+Cu
上述兩種方法中，你認為哪種方法更好 ， 原因是（寫出1條原因即可）．輝銅礦的主要成分為Cu2S，常用于火法煉銅．若生成過程中銅元素的轉化率為90%，生產64tCu需要含Cu2S 80%的輝銅礦t（取整數）．
（5）三、銅的化合物的制備研究
堿式碳酸銅可用于生產木材防腐劑等．工業上可用微蝕刻廢液（含有一定量Cu2+、H+、SO42﹣、H2O2和微量Fe3+）制備高純度堿式碳酸銅，其制備過程如圖2：

加入試劑1的目的是除去廢液中的酸性物質，試劑1最好選用（填序號）．
a．Fe2O3 b． CaCO3 c．CuO
（6）加入Na2CO3沉淀前須除去Fe3+ ， 否則Fe2（SO4）3會與Na2CO3反應，產生一種氣體，同時生成NaFe3（OH）6（SO4）2沉淀，影響產品質量，6Na2CO3+3Fe2（SO4）3+6H2O
=2NaFe3（OH）6（SO4）2+6CO2↑+5 ．
（7）加入Na2CO3沉淀時，反應液pH對產品中的SO42﹣含量以及反應液中Cu2+沉淀效率的影響如圖3所示，第二次沉淀時溶液pH最好控制在 ．

（8）所制得的堿式碳酸銅的組成可表示為：xCuCO3yCu（OH）2zH2O．某研究小組設計如圖4實驗裝置測定其中CuCO3的質量分數（不考慮植物油中溶解CO2產生的影響）．

實驗步驟如下：①連接裝置并；②準確稱量樣品的質量1.2g；③裝藥品，調節量氣裝置兩邊液面相平，讀取量氣管刻度為10ml；④向錐形瓶內加入50ml（足量）的稀硫酸，充分反應；⑤冷卻到室溫；⑥再次調節量氣裝置兩邊液面相平，讀取量氣管刻度為172mL．
Ⅰ．請將上述實驗步驟補充完整；
Ⅱ．裝置B的作用是 ， 少量植物油的作用是 ， C中的試劑是（填字母序號）； a．堿石灰 b．濃硫酸 c．無水硫酸銅
Ⅲ．步驟⑥中調節液面相平的操作是將水準管（填“緩慢上移”或“緩慢下移”）．
Ⅳ．若標準狀況下，每44g二氧化碳的體積為22.4L．根據實驗數據計算產品中CuCO3的質量分數（寫出計算過程） ．（保留到0.1%）
Ⅴ．若其他操作均正確，僅因下列因素可使測定結果偏小的是 （填字母序號）；
A．步驟③中平視刻度，步驟⑥中仰視讀數
B．硫酸的用量不足
C．量氣管中未加植物油
D．步驟⑥中沒有調節量氣裝置兩邊液面相平，直接讀數
（9）堿式碳酸銅【xCuCO3yCu（OH）2zH2O】的熱分解研究．小組同學用熱分析儀對固體進行熱分解，獲得相關數據，繪成的固體質量與分解溫度的關系如圖5．

（已知Cu（OH）2的分解溫度小于CuCO3的分解溫度．）
Ⅰ．通過計算可得x：y：z=；
Ⅱ．若將16.0g剩余固體繼續加熱到更高的溫度，發現固體質量減少了1.6g后質量不再改變，寫出此過程中可能發生反應的化學方程式： ．

Answer 1

【答案】
（1）A
（2）Cu2（OH）2CO3 2CuO+H2O+CO2↑
（3）D；CO2、O2；ABC
（4）方法二；能耗低；111
（5）c
（6）Na2SO4
（7）8.5
（8）檢查裝置氣密性；干燥二氧化碳；防止二氧化碳溶于水；c；緩慢下移；解：反應生成二氧化碳質量為：（172mL﹣50mL﹣10mL）÷1000÷22.4L×44g=0.22g，
設碳酸銅質量為y，

CuCO3+H2SO4═CuSO4+H2O+	CO2↑
124	44
y	0.22g

= ，
y=0.62g，
產品中CuCO3的質量分數為： ×100%=51.7%，
答：產品中CuCO3的質量分數為51.7%．；BCD
（9）1：1：1；4CuO 2Cu2O+O2↑
【解析】解：（1）青銅器屬于無機材料．
故選：A．（2）銅綠分解生成氧化銅、水和二氧化碳，反應的化學方程式為：Cu2（OH）2CO3 2CuO+H2O+CO2↑．
故填：Cu2（OH）2CO3 2CuO+H2O+CO2↑．（3）實驗較長時間后，發現D試管中銅片最先生銹；
小組討論后發現實驗還不夠完善，要得出正確的結論，還要補充一個實驗，要補充的一個實驗是：Cu和CO2、O2充分接觸；
可以省略不做的實驗是試管ABC．
故填：D；CO2、O2；ABC．（4）上述兩種方法中，更好的是方法二，原因是能耗低，不產生二氧化硫這種污染空氣的氣體等；
設需要含Cu2S 80%的輝銅礦質量為x，
根據題意有：x×80%× ×100%×90%=64t，
x=111t，
輝銅礦的主要成分為Cu2S，常用于火法煉銅．若生成過程中銅元素的轉化率為90%，生產64tCu需要含Cu2S 80%的輝銅礦 111 t（取整數）．
故填：方法二；能耗低；111．（5）加入試劑1的目的是除去廢液中的酸性物質，試劑1最好選用氧化銅，這是因為氧化銅能夠除去硫酸，不帶入新的雜質．
故選：c．（6）根據質量守恒定律，反應的化學方程式為：6Na2CO3+3Fe2（SO4）3+6H2O=2NaFe3（OH）6（SO4）2+6CO2↑+5Na2SO4 ．
故填：Na2SO4 ． （7）由圖3所示可知，溶液pH為8.5左右時，硫酸根離子含量最低，溶液中銅離子沉淀效率最高，因此第二次沉淀時溶液pH最好控制在8.5．
故填：8.5．（8）實驗步驟如下：①連接裝置并檢查裝置氣密性；②準確稱量樣品的質量1.2g；③裝藥品，調節量氣裝置兩邊液面相平，讀取量氣管刻度為10mlL④向錐形瓶內加入50mL（足量）的稀硫酸，充分反應；⑤冷卻到室溫；⑥再次調節量氣裝置兩邊液面相平，讀取量氣管刻度為172mL．
Ⅱ．裝置B的作用是干燥二氧化碳，少量植物油的作用是防止二氧化碳溶于水，C中的試劑是無水硫酸銅，用來檢驗二氧化碳中是否含有水蒸氣；
Ⅲ．步驟⑥中調節液面相平的操作是將水準管緩慢下移．
故填：檢查裝置氣密性；干燥二氧化碳；防止二氧化碳溶于水；c；緩慢下移．
Ⅴ．A．步驟③中平視刻度，步驟⑥中仰視讀數，會導致測定結果偏大；
B．硫酸的用量不足，會導致測定結果偏小；
C．量氣管中未加植物油，會導致測定結果偏小；
D．步驟⑥中沒有調節量氣裝置兩邊液面相平，直接讀數，會導致測定結果偏小．
故填：BCD．（9）加熱時，結晶水先失去，因此結晶水的質量為：24.0g﹣22.2g=1.8g；
設氫氧化銅質量為z，
Cu（OH）2的分解溫度小于CuCO3的分解溫度，因此氫氧化銅完全反應后生成水的質量為：22.2g﹣20.4g=1.8g；

Cu（OH）2 CuO+	H2O
98	18
Z	1.8g

= ，
z=9.8g，
設碳酸銅質量為m，
碳酸銅分解生成二氧化碳質量為：20.4g﹣16.0g=4.4g，

CuCO3 CuO+	CO2↑
124	44
m	4.4g

= ，
m=12.4g，
根據題意有： ： =x：y， ： =y：z，
通過計算可得：x：y：z=1：1：1；
若將16.0g剩余固體繼續加熱到更高的溫度，發現固體質量減少了1.6g后質量不再改變，說明反應過程中氧化銅中的氧元素一部分轉化成氧氣，剩余固體中銅元素質量為：16.0g× ×100%=12.8g，
剩余固體中氧元素質量為：16.0g﹣12.8g﹣1.6g=1.6g，
設固體的化學式為CumOn ，
根據題意有：64m：16n=12.8g：1.6g，
m：n=2：1，
因此剩余固體的化學式是Cu2O，
此過程中可能發生反應的化學方程式為：4CuO 2Cu2O+O2↑．
故填：1：1：1；4CuO 2Cu2O+O2↑．
【考點精析】解答此題的關鍵在于理解書寫化學方程式、文字表達式、電離方程式的相關知識，掌握注意：a、配平 b、條件 c、箭號，以及對根據化學反應方程式的計算的理解，了解各物質間質量比=系數×相對分子質量之比．