Question

堿式碳酸銅可表示為：xCuCO₃·yCu(OH)₂·zH₂O，測定堿式碳酸銅組成的方法有多種。

(1)現采用氫氣還原法，請回答如下問題：

①寫出xCuCO₃·yCu(OH)₂·zH₂O與氫氣反應的化學方程式______________________；

②實驗裝置用下列所有儀器連接而成，按氫氣流方向的連接順序是(填入儀器接口字母編號)：

(a)→(    )(    )→(    )(    )→(    )(    )→(    )(    )→(    )(    )→(l)

③稱取23.9 g某堿式碳酸銅樣品，充分反應后得到12.7 g殘留物，生成4.4 g二氧化碳和7.2 g水。該樣品的結晶水質量為___________g，化學式為___________________；

(2)某同學以氮氣代替氫氣，并用上述全部或部分儀器來測定堿式碳酸銅的組成，你認為是否可行？請說明理由。

Answer 1

(1)①xCuCO₃·yCu(OH)₂·zH₂O+(x+y)H₂(x+y)Cu+xCO₂+(x+2y+z)H₂O

②(a)→kj→gf(或hi)→de(或ed)→hi(或gh)→bc(或cb)→(l)

③1.8 CuCO₃·Cu(OH)₂·H₂O

(2)可行。用氮氣代替氫氣，氮氣可排除空氣中CO₂、H₂O對該實驗的影響，xCuCO₃·yCu(OH)₂·zH₂O受熱分解為CuO、CO₂、H₂O，可通過測定CuO、CO₂及H₂O的質量，進而確定堿式碳酸銅的組成。

解析：本題考查化學方程式的書寫、化學計算及實驗設計能力。(1)①用H₂作還原劑，可使CuCO₃、Cu(OH)₂被還原為Cu，據電子守恒或原子守恒即可寫出反應的化學方程式。②裝置連接中，要先對H₂進行除雜和干燥，用H₂O吸收HCl，再用濃硫酸吸收水蒸氣；干燥、純凈的H₂與堿式碳酸銅發生反應，生成的H₂O和CO₂分別用濃硫酸和堿石灰吸收，以便確定H₂O和CO₂的質量。③由以上分析可知，反應生成的Cu的質量為12.7 g，m(CO₂)=4.4 g，則；由CuCO₃被還原生成的Cu的質量為0.1 mol×63.5 g·mol^-1=6.35 g，則由Cu(OH)₂被還原生成的Cu的質量為12.7 g-6.35 g=6.35 g，Cu(OH)₂的物質的量為0.1 mol，所以樣品中結晶水質量為：23.9 g-0.1 mol×123.5 g·mol^-1-0.1 mol×97.5 g·mol^-1=1.8 g，CuCO₃、Cu(OH)₂、H₂O的物質的量之比為：0.1 mol∶0.1 mol∶0.1 mol=1∶1∶1，

所以堿式碳酸銅的化學式為CuCO₃·Cu(OH)₂·H₂O。

(2)用N₂代替H₂，N₂可排除空氣中CO₂和H₂O對該實驗的影響，堿式碳酸銅受熱分解為CuO、CO₂、H₂O，通過測定它們的質量，同樣可確定其組成。