Question

9．碱式碳酸铜[Cu₂（OH）₂CO₃]是一种用途广泛的化工原料，实验室以废铜屑为原料制取碱式碳酸铜的步骤如下：
步骤一：废铜屑制硝酸铜
如图，用胶头滴管吸取浓HNO₃缓慢加到锥形瓶内的废铜屑中（废铜屑过量），充分反应后过滤，得到硝酸铜溶液．
步骤二：碱式碳酸铜的制备向大试管中加入碳酸钠溶液和硝酸铜溶液，水浴加热至70℃左右，用0.4mol/L的NaOH溶液调节pH至8.5，振荡，静置，过滤，用热水洗涤，烘干，得到碱式碳酸铜产品．
完成下列填空：
（1）写出浓硝酸与铜反应的离子方程式Cu+4H⁺+2NO₃^-=Cu²⁺+2NO₂↑+2H₂O．
（2）上图装置中NaOH的作用是吸收氮氧化物．
（3）步骤二中，洗涤的目的是洗涤除去碱式碳酸铜表面附着的硝酸钠．
（4）步骤二的滤液中可能含有CO₃^2-，检验CO₃^2-的方法取滤液少许于试管中，向其中滴加稀盐酸，振荡，将产生的无色无味的气体通入澄清石灰水中，若石灰水变浑浊，则滤液中含有CO₃^2-．
（5）若实验得到2.42g样品（只含CuO杂质），取此样品加热至分解完全后，得到1.80g固体，此样品中碱式碳酸铜的质量分数是91.7%．（保留三位有效数字）

Answer 1

分析 （1）铜与浓硝酸反应生成硝酸铜、二氧化氮与水；
（2）反应生成的氮的氧化物是大气污染气体，被氢氧化钠溶液吸收，防止污染；
（3）碱式碳酸铜表面附着的硝酸钠，需要洗涤除去；
（4）利用碳酸根与酸反应生成气体，将生成的气体通过澄清的石灰水进行检验；
（5）碱式碳酸铜完全分解得到CuO，令样品中碱式碳酸铜的质量分数为x，则碱式碳酸铜的质量为2.42x g，根据碱式碳酸铜分解方程式，利用差量法列方程计算．

解答 解：（1）铜与浓硝酸反应生成硝酸铜、二氧化氮与水，反应离子方程式为：Cu+4H⁺+2NO₃^-=Cu²⁺+2NO₂↑+2H₂O，
故答案为：Cu+4H⁺+2NO₃^-=Cu²⁺+2NO₂↑+2H₂O；
（2）反应生成的氮的氧化物是大气污染气体，被氢氧化钠溶液吸收，防止污染，所以装置中NaOH的作用是吸收氮氧化物，故答案为：吸收氮氧化物；
（3）洗涤除去碱式碳酸铜表面附着的硝酸钠，
故答案为：洗涤除去碱式碳酸铜表面附着的硝酸钠；
（4）检验碳酸根的方法为：取样，加入盐酸，将生成的气体通入澄清的石灰水，溶液变浑浊，说明含有CO₃^2-，
故答案为：取滤液少许于试管中，向其中滴加稀盐酸，振荡，将产生的无色无味的气体通入澄清石灰水中，若石灰水变浑浊，则滤液中含有CO₃^2-；
（5）令样品中碱式碳酸铜的质量分数为x，碱式碳酸铜的质量为2.42x g，则：
Cu₂（OH）₂CO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CuO+H₂O+CO₂↑ 质量减少
222                          62
2.42x g                2.42g-1.8g=0.62g
所以，222：62=2.42x g：0.62g
解得x=91.7%
故答案为：91.7%．

点评 本题考查物质制备实验，综合考查学生的实验能力，需要学生具备扎实的基础，难度中等．