Question

7．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：
Ⅰ．廢銅屑制硝酸銅如圖（夾持儀器已省略），將濃硝酸緩慢加到廢銅屑中（廢銅屑過量），充分反應(yīng)后過濾，得到硝酸銅溶液．
Ⅱ．堿式碳酸銅的制備
①向大試管中加入碳酸鈉溶液和硝酸銅溶液
②水浴加熱至70℃左右
③用0.4mol/L 的NaOH 溶液調(diào)節(jié)pH 至8.5，振蕩、靜置、過濾④用熱水洗滌，烘干，得到堿式碳酸銅產(chǎn)品
回答：（1）濃硝酸與銅反應(yīng)的離子方程式Cu+4H⁺+2NO₃^-=Cu²⁺+2NO₂↑+2H₂O．
（2）裝置A的作用是防止倒吸．
（3）已知：NO+NO₂+2NaOH═2NaNO₂+H₂O；2NO₂+2NaOH═NaNO₃+NaNO₂+H₂O，NO不能單獨與NaOH溶液反應(yīng)，實驗結(jié)束時，如何操作才能使裝置中的有毒氣體被NaOH溶液充分吸收？關(guān)閉活塞b，打開活塞a，通入一段時間空氣．
（4）步驟④中洗滌的目的是洗去堿式碳酸銅表面吸附的Na⁺和NO₃^-．
（5）若實驗得到2.36g 樣品（只含CuO 雜質(zhì)），取此樣品加熱至分解完全后，得到1.74g 固體，此樣品中堿式碳酸銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是0.94或94%．

Answer 1

分析 （1）濃硝酸與銅反應(yīng)生成硝酸銅、二氧化氮氣體和水，離子方程式中濃硝酸寫成離子形式；
（2）銅與濃硝酸反應(yīng)中，圓底燒瓶中壓強會迅速減小，將氫氧化鈉溶液倒吸入反應(yīng)裝置，有了A裝置就可以防止倒吸；
（3）關(guān)閉活塞b，打開活塞a，通入一段時間空氣，將裝置中的有毒氣體導(dǎo)入氫氧化鈉溶液中，讓氫氧化鈉溶液充分吸收；
（4）洗滌可除去堿式碳酸銅表面的吸附的硝酸鈉；
（5）設(shè)堿式碳酸銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為x，根據(jù)反應(yīng)Cu₂（OH）₂CO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CuO+H₂O+CO₂↑，利用稱量法計算出列式計算出堿式碳酸銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．

解答 解：（1）濃硝酸與銅反應(yīng)的離子方程式為Cu+4H⁺+2NO₃^-=Cu²⁺+2NO₂↑+2H₂O，
故答案為：Cu+4H⁺+2NO₃^-=Cu²⁺+2NO₂↑+2H₂O；
（2）由于銅與濃硝酸反應(yīng)中，圓底燒瓶中壓強會迅速減小，將氫氧化鈉溶液倒吸入反應(yīng)裝置，有了A裝置就可以防止倒吸，
故答案為：防止倒吸；
（3）通過關(guān)閉活塞b，打開活塞a，通入一段時間空氣操作，可以將裝置中的有毒氣體導(dǎo)入氫氧化鈉溶液中，讓氫氧化鈉溶液充分吸收，
故答案為：關(guān)閉活塞b，打開活塞a，通入一段時間空氣；
（4）通過洗滌可除去堿式碳酸銅表面的吸附的硝酸鈉，
故答案為：洗去堿式碳酸銅表面吸附的Na⁺和NO₃^-；
（5）堿式碳酸銅完全分解得到CuO，設(shè)樣品中堿式碳酸銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為x，
依據(jù)堿式碳酸銅的方程式，Cu₂（OH）₂CO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CuO+H₂O+CO₂↑     質(zhì)量差△m
                          222               18   44     （18+44）=62
                          2.36x                       （2.36g-1.74g）
 可得$\frac{222}{62}=\frac{62}{2.36g-1.74g}$，
解得x=0.94，
故答案為：0.94或94%．

點評 本題借助制取堿式碳酸銅制法考查了離子方程式書寫、質(zhì)量分?jǐn)?shù)計算等知識，充分考查了學(xué)生的分析、理解、計算能力，是一道不錯的題目，本題難度中等．