Question

1．埋藏在地下的青銅器銹蝕過程可表示為：
Cu$\stackrel{O_{2}，Cl-}{→}$CuCl$\stackrel{H_{2}O}{→}$…→X．X由兩種物質X₁和X₂組成，X₁和X₂都由四種元素構成．
Ⅰ、定性實驗表明：X₁熱分解的產物能使澄清石灰水變渾濁，而X₂受熱分解的產物不能使澄清石灰水交渾濁，但兩者均有水珠產生．
Ⅱ、定量測定X₁和X₂組成：某興趣小組用下圖實驗裝置分別對X₁和X₂做熱分解實驗（夾持裝置已省去）．實驗結束后，硬質玻璃管內均殘留黑色固體，裝置B和C的質量均增加

試回答下列問題：
（1）X₁、X₂均含有的元素有H、O、Cu．青銅器出土后防止青銅器繼續銹蝕的關鍵措施是與H₂O和O₂隔絕．
（2）利用上述裝置進行實驗時，會對判斷A裝置中反應是否完全進行帶來困難，為解決此問題．可將B改為內裝濃H₂SO₄的洗氣瓶，判斷反應完全的現象為洗氣瓶中不再有氣泡冒出．用經改裝的裝置．某同學進行正確操作．最終得出的測定結果仍有誤差，原因是實驗前裝置內空氣中的某些成分干擾了實驗或反應結束后裝置內的氣體沒有被B和C完全吸收（回答一點即可）．
（3）在實驗裝置和實驗操作正確的前提下，進行X₁的熱分解實驗．經測定．裝置B和C中質量增重之比△m（B）：△m（C）=9：22，X₁的化學式Cu₂（OH）₂CO₃ ．X₁熱分解的化學方程式為Cu₂（OH）₂CO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CuO+2H₂O+CO₂
（4）若測得X₂中銅元素的質量分數為59.67%，則X₂的化學式為Cu₂（OH）₃Cl．

Answer 1

分析 （1）X₁和X₂兩者受熱分解均有水珠產生，對X₁和X₂做熱分解實驗均殘留黑色固體，據此判斷含有的元素，產物是銅銹，它是銅與空氣中的氧氣、二氧化碳和水等物質反應產生的物質，又稱銅銹（銅綠），防止青銅器接觸潮濕的空氣，和一些具有腐蝕性的化學物質；
（2）B裝置改為洗氣瓶裝置，依據氣體冒出的現象判斷是否反應完全；
（3）X₁熱分解的產物能使澄清石灰水變渾濁，而X₂熱分解的產物不能使澄清石灰水變渾濁，但兩者均有水珠產生，說明都是堿式鹽；B吸收水，C吸收二氧化碳；△m（B）：△m（C）=9：11，X由兩種物質X₁和X₂組成，且都由四種元素組成，實驗結束后，硬質玻璃管內均殘留黑色固體判斷為CuO，結合原子守恒計算得到；
（4）先通過定性實驗判斷X1和X2的元素組成，加熱分解均有水珠生成，說明都是堿式鹽，X1受熱分解產生CO₂氣體，說明X₁中含有CO₃^2-，因此X₁的組成可表示為Cu_z（OH）_x（CO₃）_y，X₂（由4種元素構成）受熱分解無CO₂氣體生成，根據結構CuCuClCu₂O-→X，可推測X₂中含有的另一元素為Cl，X₂的組成可表示為Cu_z（OH）_xCl_y．

解答 解：（1）X₁和X₂兩者受熱分解均有水珠產生，據此可判斷X₁和X₂中均含有的H、O元素，對X₁和X₂做熱分解實驗均殘留黑色固體，說明都有Cu元素，產物是銅銹，它是銅與空氣中的氧氣、二氧化碳和水等物質反應產生的物質，又稱銅銹（銅綠），防止青銅器接觸潮濕的空氣，和一些具有腐蝕性的化學物質；
故答案為：H、O、Cu；與H₂O和O₂隔絕；
（2）利用上述裝置進行熱分解實驗時，對判斷A裝置中反應是否完全進行帶來困難，為解決此問題，依據氣體冒出的現象判斷是否反應完全，要對B裝置進行改裝，換做盛有濃硫酸的洗氣瓶，當瓶內到期滾無氣泡冒出說明反應完全，最終得出的測定結果仍有誤差的原因為：實驗前裝置內空氣中的某些成分干擾了實驗或反應結束后裝置內的氣體沒有被B和C完全吸收；
故答案為：洗氣瓶中不再有氣泡冒出；實驗前裝置內空氣中的某些成分干擾了實驗或反應結束后裝置內的氣體沒有被B和C完全吸收；
（3）X₁熱分解的產物能使澄清石灰水變渾濁，而X₂熱分解的產物不能使澄清石灰水變渾濁，但兩者均有水珠產生；B吸收水，C吸收二氧化碳；△m（B）：△m（C）=9：11，物質的量之比為：n（H₂O）：n（CO₂）=$\frac{9}{18}$：$\frac{11}{44}$=2；1，反應分解生成水和二氧化碳，硬質玻璃管內均殘留黑色固體為CuO，由四種元素組成，則X₁分解為CuO+2H₂O+CO₂結合原子守恒得到Cu₂（OH）₂CO₃，Cu₂（OH）₂CO₃熱分解的化學方程式為Cu₂（OH）₂CO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CuO+2H₂O+CO₂，
故答案為：Cu₂（OH）₂CO₃ ；Cu₂（OH）₂CO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CuO+2H₂O+CO₂；
（4）測得X₂中銅元素的質量分數為59.5%（銅元素的相對原子質量為63.5），X₂熱分解的產物不能使澄清石灰水變渾濁，說明不含有碳元素，但有水珠產生說明含有氫元素和氧元素，X₂的組成為Cu_z（OH）_xCl_y，銅元素的質量分數的表達式為$\frac{63.5z}{M}$×100%=Cu%=59.5%，又根據化合價代數和等于0可得63.5z+17x+35.5y，2z=x+y，解得x：y=3：1，故X₂的化學式為Cu₂（OH）₃Cl，
故答案為：Cu₂（OH）₃Cl．

點評 本題考查了物質組成的分析，物質性質的反應產物判斷方法，實驗過程的理解應用，化學式的計算分析，掌握基礎是關鍵，題目難度較大．