Question

4．碱式碳酸铜是一种化工原料，化学式用mCu（OH）₂•nCuCO₃表示．实验室以废铜屑为原料制取碱式碳酸铜的步骤如下：
Ⅰ．废铜屑制硝酸铜
如图，将浓硝酸缓慢加到废铜屑中（废铜屑过量），充分反应后过滤，得到硝酸铜溶液．
Ⅱ．碱式碳酸铜的制备
①向大试管中加入碳酸钠溶液和硝酸铜溶液；
②加热至70℃左右；
③用0.4mol•L^-1的NaOH溶液调节pH至8.5，振荡、静置、过滤；
④用蒸馏水洗涤，再用无水乙醇洗涤，得到碱式碳酸铜产品．
请回答下列问题：
（1）图中B装置的作用是安全瓶，防倒吸；
（2）已知：2NO+O₂═2NO₂；NO+NO₂+2NaOH═2NaNO₂+H₂O；2NO₂+2NaOH═NaNO₃+NaNO₂+H₂O，NO不能单独与NaOH溶液反应，实验结束时，如何操作才能使装置中的有毒气体被NaOH溶液完全吸收？关闭活塞b，打开活塞a，通入一段时间空气
（3）若采用将废铜先在空气中加热变成氧化铜后再与硝酸反应来制备硝酸铜，与上述方法相比其优点是什么污染小、消耗原料少；
（4）步骤④中用蒸馏水洗涤沉淀的目的是洗去碱式碳酸铜表面吸附的Na⁺和NO₃^-；
（5）步骤②中为将温度控制在70℃左右，最好采用水浴加热．

Answer 1

分析 （1）铜与浓硝酸反应中，圆底烧瓶中压强会迅速减小，将氢氧化钠溶液倒吸入反应装置，有了A装置就可以防止倒吸；
（2）关闭活塞b，打开活塞a，通入一段时间空气，将装置中的有毒气体导入氢氧化钠溶液中，让氢氧化钠溶液充分吸收；
（3）不生成氮的氧化物，消耗硝酸较少；
（4）洗涤可除去碱式碳酸铜表面的吸附的硝酸钠；
（5）根据碳酸钠溶液和硝酸铜溶液发生双水解，加热至70℃左右是促进水解，即用水浴加热．

解答 解：（1）由于铜与浓硝酸反应中，圆底烧瓶中压强会迅速减小，将氢氧化钠溶液倒吸入反应装置，有了A装置就可以防止倒吸，
故答案为：安全瓶，防倒吸；
（2）通过关闭活塞b，打开活塞a，通入一段时间空气操作，可以将装置中的有毒气体导入氢氧化钠溶液中，让氢氧化钠溶液充分吸收，
故答案为：关闭活塞b，打开活塞a，通入一段时间空气；
（3）不生成氮的氧化物，消耗硝酸较少，即此方法的优点是：污染小、消耗原料少，
故答案为：污染小、消耗原料少；
（4）通过洗涤可除去碱式碳酸铜表面的吸附的硝酸钠，
故答案为：洗去碱式碳酸铜表面吸附的Na⁺和NO₃^-；
（5）根据碳酸钠溶液和硝酸铜溶液发生双水解，加热至70℃左右是促进水解，即用水浴加热，
故答案为：水浴．

点评 本题借助制取碱式碳酸铜制法考查了实验方案设计知识在解题中的应用，充分考查了学生的分析、理解、计算能力，是一道不错的能力挑战题目，本题难度中等．