Question

5．物质A是一种碱式碳酸盐，它与过量的硫酸反应，可得到蓝色溶液，取2.40g物质A加热使其完全分解，得到1.60g金属氧化物的固体，其中m（CO₂）：m（H₂O）=11：9，分解过程中产生的二氧化碳在对应的金属单质M和分子筛等组成的复合催化剂的催化作用下可以用来合成二甲醚．
（1）物质A的化学式为Cu₂（OH）₂CO₃．
（2）蓝色溶液经过加热浓缩、冷却结晶，过滤得到晶体．
（3）单质M在工业上的应用十分广泛，但对其纯度的要求也非常高，往往采用电解法进行进一步提纯，阴极电极反应式：Cu²⁺+2e^-=Cu．

Answer 1

分析 （1）物质A是一种碱式碳酸盐，它与过量的硫酸反应，可得到蓝色溶液，则A中含有+2价的Cu，2.40g物质A加热使其完全分解，得到1.60g金属氧化物的固体为CuO，根据质量守恒计算生成二氧化碳、水的总质量，结合二者质量比计算各自质量，再计算各自物质的量，根据守恒计算2.4gA中Cu²⁺、OH^-、CO₃^2-的物质的量，进而确定化学式；
（2）蓝色溶液为硫酸铜溶液，从溶液增重获得晶体需要经过加热浓缩、冷却结晶、过滤等；
（3）利用电解法精炼铜，粗铜作阳极，纯铜作阴极，阴极上发生还原反应，铜离子在阴极放电析出Cu．

解答 解：（1）物质A是一种碱式碳酸盐，它与过量的硫酸反应，可得到蓝色溶液，则A中含有+2价的Cu，2.40g物质A加热使其完全分解，得到1.60g金属氧化物的固体为CuO，则n（CuO）=$\frac{1.60g}{80g/mol}$=0.02mol，
根据质量守恒，生成二氧化碳、水的总质量为2.4g-1.6g=0.8g，由于m（CO₂）：m（H₂O）=11：9，则m（CO₂）=0.8g×$\frac{11}{11+9}$=0.44g，m（H₂O）=0.8g-0.44g=0.36g，则n（CO₂）=$\frac{0.44g}{44g/mol}$=0.01mol，n（H₂O）=$\frac{0.36g}{18g/mol}$=0.02mol，
则A中n（Cu²⁺）：n（OH^-）：n（CO₃^2-）=n（CuO）：2n（H₂O）：n（CO₂）=0.02mol：2×0.01mol：0.01mol=2：2：1，故A的化学式为Cu₂（OH）₂CO₃，
故答案为：Cu₂（OH）₂CO₃；
（2）蓝色溶液为硫酸铜溶液，经过加热浓缩、冷却结晶、过滤等得到硫酸铜晶体，
故答案为：加热浓缩、冷却结晶；
（3）利用电解法精炼铜，粗铜作阳极，纯铜作阴极，阴极上发生还原反应，铜离子在阴极放电析出Cu，阴极电极反应式：Cu²⁺+2e^-=Cu，
故答案为：Cu²⁺+2e^-=Cu．

点评 本题考查物质组成确定、实验基本操作、电解原理应用等，侧重考查学生分析计算能力，题目比较综合，基本属于拼合型题目，需要学生具备扎实的基础与灵活运用能力．