Question

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0.4 mol/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．

2．上图装置中NaOH溶液的作用是________．反应结束后，广口瓶内的溶液中，除了含有NaOH外，还有________(填写化学式)．

3．步骤二中，水浴加热所需仪器有________、________(加热、夹持仪器、石棉网除外)；洗涤的目的是________．

4．步骤二的滤液中可能含有CO₃^2－，写出检验CO₃^2－的方法．

5．影响产品产量的主要因素有________．

6．若实验得到2.42 g样品(只含CuO杂质)，取此样品加热至分解完全后，得到1.80 g固体，此样品中碱式碳酸铜的质量分数是________．

Answer 1

答案：
解析：

　　[答案]1．Cu＋4H⁺＋2NO₃^－→Cu²⁺＋2NO₂↑＋2H₂O(2分)

　　2．吸收氮氧化物(合理即给分)；NaNO₃、NaNO₂(2分)

　　3．烧杯、温度计；除去产品表面吸附的硝酸钠(3分)

　　4．取样，加入稀盐酸，将产生的气体通入澄清石灰水，溶液变浑浊，说明有CO₃^2－．(1分)

　　5．温度、pH(2分)

　　6．0.92(2分)

　　[解析](2)广口瓶内铜与浓硝酸反应生成大气污染气体NOx，NaOH溶液可用来吸收NOx，利用NO₂＋NaOH→NaNO₂＋NaNO₃＋H₂O可知，反应结束后，广口瓶的溶液中，除了剩余的NaOH外，还含有新生成的NaNO₂与NaNO₃．(3)因反应器为大试管，故水浴加热中用来盛放水的仪器可以选用烧杯、温度计(测定水温)；洗涤可除去碱式碳酸铜表面的吸附的硝酸钠．(5)由步骤2可知实验成功的关键是控制溶液PH和反应温度，故影响产品质量的主要因素为温度、PH．(6)碱式碳酸铜完全分解得到CuO，设样品中碱式碳酸铜的质量分数为x，依据碱式碳酸铜的方程式，利用“差量法”可得：222∶62＝2.42x∶(2.42－1.80)，解得x＝0.92．