Question

【題目】金屬銅的冶煉方法較早的為人類掌握，人們用銅合金制造各種青銅器，古代的青銅器表面會有銅銹（堿式碳酸銅）生成，其成分可表示為：xCuCO3·yCu(OH)2·zH2O，實驗室測定堿式碳酸銅成分的方法有多種。

(1)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(yīng)的化學(xué)方程式_________________；

②實驗裝置用下列儀器連接而成：

ⅰ、B裝置的作用_________，裝置中的一個明顯缺陷，改進方法是_________________。

ⅱ、稱取24 g某堿式碳酸銅樣品進行試驗，經(jīng)數(shù)據(jù)分析處理，反應(yīng)得到12.8g殘留物，4.4g二氧化碳和7.2 g水。該樣品中的結(jié)晶水質(zhì)量為__________g，化學(xué)式為______________；

(2)某同學(xué)認為氫氣還原法裝置太復(fù)雜，提出簡化的方法，認為可以只用C、D、E和改進后的裝置直接加熱堿式碳酸銅分解，你認為是否可行？請說明理由____________________。

Answer 1

【答案】xCuCO3·yCu(OH)2·zH2O＋(x＋y)H2(x＋y)Cu＋xCO2↑＋(x＋2y＋z)H2O除去氫氣中的雜質(zhì)HCl（g）和H2O（g）E后面加一個堿石灰的干燥管1.8CuCO3·Cu(OH) 2·H2O不可行，分解生成的氣體不能完全被D、E裝置吸收

【解析】

（1）H2還原堿式碳酸銅生成Cu、CO2和H2O。裝置A中Zn與反應(yīng)鹽酸制取H2；H2中混有HCl（g）和H2O（g），裝置B中的堿石灰用于除去H2中的HCl（g）和H2O（g）；裝置C中H2還原堿式碳酸銅；裝置D中濃硫酸吸收反應(yīng)生成的H2O；裝置E中堿石灰吸收反應(yīng)生成的CO2；該裝置的缺陷是：外界空氣可以進入E中，使測得的CO2的質(zhì)量偏高。由CO2的質(zhì)量和C守恒計算n（CuCO3），由殘留物的質(zhì)量和Cu守恒計算n[Cu（OH）2]，結(jié)合晶體的質(zhì)量計算結(jié)晶水的質(zhì)量和物質(zhì)的量，計算化學(xué)式。

（2）直接加熱堿式碳酸銅使其分解的方法不可行，分解生成的H2O（g）、CO2不能完全被D、E裝置吸收。

（1）①H2還原堿式碳酸銅生成Cu、CO2和H2O，xCuCO3·yCu（OH）2·zH2O與H2反應(yīng)的化學(xué)方程式為（x+y）H2+xCuCO3·yCu（OH）2·zH2O（x+y）Cu+xCO2↑+（x+2y+z）H2O。答案為：（x+y）H2+xCuCO3·yCu（OH）2·zH2O（x+y）Cu+xCO2↑+（x+2y+z）H2O

②i.裝置A中Zn與反應(yīng)鹽酸制取H2；H2中混有HCl（g）和H2O（g），裝置B中的堿石灰用于除去H2中的HCl（g）和H2O（g）。裝置C中H2還原堿式碳酸銅；裝置D中濃硫酸吸收反應(yīng)生成的H2O；裝置E中堿石灰吸收反應(yīng)生成的CO2；該裝置的缺陷是：外界空氣可以進入E中，E中堿石灰吸收空氣中CO2和H2O（g），使測得的CO2的質(zhì)量偏高，改進方法是：E后面加一個盛堿石灰的干燥管。答案為：除去H2中的HCl（g）和H2O（g） E后面加一個盛堿石灰的干燥管

ii.n（Cu）==0.2mol，反應(yīng)生成的n（CO2）==0.1mol，根據(jù)C守恒，原樣品中n（CuCO3）=n（CO2）=0.1mol，根據(jù)Cu守恒，原樣品中n[Cu（OH）2]=0.2mol-0.1mol=0.1mol，該樣品中結(jié)晶水的質(zhì)量為24g-0.1mol×124g/mol-0.1mol×98g/mol=1.8g。結(jié)晶水物質(zhì)的量為=0.1mol，x：y：z=0.1mol：0.1mol：0.1mol=1:1:1，化學(xué)式為CuCO3·Cu（OH）2·H2O。答案為：1.8 CuCO3·Cu（OH）2·H2O

（2）直接加熱堿式碳酸銅使其分解的方法不可行，因為分解生成的H2O（g）、CO2有部分殘留在裝置中，不能完全被D、E裝置吸收。答案為：不可行，分解生成的H2O（g）、CO2不能完全被D、E裝置吸收