Question

3．铜锈成分的确定
【查阅资料】
①铜锈的主要成分可以看成是aCu（OH）₂•bCuCO₃．
②Cu（OH）₂、CuCO₃受热易分解，各生成对应的两种氧化物．
③Cu（OH）₂的分解温度为66℃∽68℃，CuCO₃的分解温度为200℃～220℃．
小组同学用热分析仪对aCu（OH）₂•bCuCO₃固体进行热分解，获得相关数据，绘成固体质量变化与分解温度的关系如图，请根据图示回答下列问题：
（1）写出A B、C D段发生反应的化学方程式：
AB段：Cu（OH）₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuO+H₂O；
CD段：CuCO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuO+CO₂↑；
（2）BC段固体为氧化铜和碳酸铜；
（3）通过计算可得：a：b=1：1．
（4）若将16.0g剩余固体继续加热到更高的温度，发现固体质量减少了1.6g后质量不再改变，写出此过程中可能发生反应的化学方程式：4CuO$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2Cu₂O+O₂↑．

Answer 1

分析 （1）Cu（OH）₂的分解温度为66℃～68℃，CuCO₃的分解温度为200℃～220℃，可知AB段为氢氧化铜在分解，CD段为碳酸铜在分解．
（2）根据题干信息来分析BC段的物质组成；
（3）根据氢氧化铜和碳酸铜的分解温度进行分析；根据氢氧化铜和碳酸铜分解的化学方程式进行分析；
（4）剩余固体加热到更高温度固体的质量又会减少，根据氧化铜中所含的两种元素可猜想可能是氧化铜中的氧元素转化为氧气，根据计算会发现氧化铜中氧元素的质量大于固体减少的质量，那么就可能是氧化铜中的部分氧元素转化为氧气．

解答 解：（1）Cu（OH）₂的分解温度为66℃～68℃，CuCO₃的分解温度为200℃～220℃．故答案为：Cu（OH）₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuO+H₂O；CuCO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuO+CO₂↑；
（2）BC端是氢氧化铜已经分解后生成的氧化铜，以及还没有分解的碳酸铜，故填：氧化铜和碳酸铜；
（3）AB段减少的是水的质量，根据水的质量可求出氢氧化铜的质量．
设氢氧化铜的质量为x
Cu（OH）₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuO+H₂O
98              18
x            22.2g-20.4g
$\frac{98}{18}=\frac{x}{22.2g-20.4g}$
x=9.8g
CD段减少的是二氧化碳的质量，根据二氧化碳的质量可求出碳酸铜的质量．
设碳酸铜的质量为y
CuCO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuO+CO₂↑
124            44
y          20.4g-16.0g
$\frac{124}{44}=\frac{y}{20.4g-16.0g}$
y=12.4g
x：y=9.8g：12.4g
氢氧化铜的相对分子质量为98，碳酸铜的相对分子质量为124．
a：b=$\frac{9.8g}{98}：\frac{12.4g}{124}$=1：1
故答案为：1：1；
（4）氧化铜加热后质量又会减少，应该是氧化铜中的氧元素转化为氧气，24g氧化铜的氧元素的质量=24g×$\frac{16}{80}×100%$=4.8g，大于2.4g，说明是氧化铜中的部分氧元素转化为氧气．
故答案为：4CuO$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2Cu₂O+O₂↑．

点评 该题为铜绿的知识为线索，考查了多方面的知识，难度较大．