Question

实验室可利用碱式碳酸铜（化学式：Cu₂（OH）₂CO₃）制备氧化铜，并进行碳粉还原氧化铜的实验。

①制备氧化铜并检验产物，装置如下图所示（省略夹持仪器）：

 步骤一：连接A和B，打开活塞，通入空气。

 步骤二：关闭活塞，连上C和D，开始加热。

 步骤三：在加热过程中，记录在B中固体质量变化如下表，在t₃时停止加热。

加热时间（min）	0	t1	t2	t3
B中固体质量（g）	6.66	5.20	4.80	4.80

 B中发生反应的化学方程式为：  1 Cu₂（OH）₂CO₃2CuO +   1 H₂O +   1 CO₂↑

请在    中填入配平后的系数       。

C中试剂是       。A的作用是吸收空气中的            ，防止对产物检验造成干扰。选择t₃时停止加热的理由是                                   。

②     一定量碳粉还原①中制得的氧化铜并检验产物，装置如下图所示：

实验过程中，观察到F中溶液变浑浊，E中的现象是                      。

反应完全后，若仅撤走酒精喷灯停止加热，可能导致的后果是                        。

③     分析：若①中省略步骤三，对②中反应产物判断可能产生的影响及其原因。

Answer 1

【答案】

①1、2、1、1  无水硫酸铜   水蒸气和二氧化碳  固体质量不再减少，证明碱式碳酸铜已经完全分解 

②黑色粉末变成红色    F中液体通过导管流入E中，造成试管炸裂

③不能确定碳粉还原氧化铜的生成物中是否有二氧化碳。因为可能有①中未分解的碱式碳酸铜，在实验②中分解，产生二氧化碳气体，干扰对碳粉还原氧化铜反应生成物的判断。

【解析】①依据质量守恒定律，反应前后各原子的种类和数目不变，可以确定Cu₂(OH)₂CO₃、CuO、H₂O、CO₂前的化学计量数分别是1、2、1、1；实验产生二氧化碳和水蒸气两种气体，C、D中的试剂分别用于验证反应产物，D中的澄清石灰水用于检验反应是否产生二氧化碳，则D中的试剂用于检验反应是否产生水，实验室中常用无水硫酸铜检验水的存在（无水硫酸铜遇水变成蓝色）；为了避免玻璃管内空气中的二氧化碳和水蒸气对实验产物的检验造成干扰，需用A中的氢氧化钠固体将先空气中的二氧化碳和水蒸气除去，然后用除去二氧化碳和水蒸气的空气将玻璃管中的空气排净；只有确定玻璃管中的固体在加热过程中质量不再减小，才能证明碱式碳酸铜已完全分解；②碳粉和氧化铜在高温条件下能够发生化学反应：C+2CuO2Cu+CO₂↑，当F中的澄清石灰水变浑浊，说明反应已经发生，即黑色的氧化铜与碳粉反应生成红色的金属铜，则E中一定能够观察到黑色粉末变成红色；实验结束后，应先将导管从试管中移出，再撤走酒精喷灯，若反应完全后仅撤走酒精喷灯停止加热，则会导致F中液体通过导管流入E中，使试管骤冷而炸裂；若①中省略步骤三，①可能有中未分解的碱式碳酸铜在实验②中分解，产生二氧化碳气体也会使F中的澄清石灰水变浑浊，因此将无法确定该二氧化碳是否为炭粉还原氧化铜生成的二氧化碳，干扰对炭粉还原氧化铜反应生成物的判断。