Question

20．碱式碳酸铜是一种用途广泛的化工原料．工业上可用电子工业中刻蚀线路板的酸性废液（主要成分有FeCl₃、CuCl₂、FeCl₂）制备．
【工业制备】

【资料查询】：1 反应A中氯酸钠的作用是将FeCl₂氧化成FeCl₃
2Cu²⁺、Fe³⁺生成沉淀时的pH如下：

物 质	Cu（OH）2	Fe （OH）3
开始沉淀pH	4.2	1.2
完全沉淀pH	6.7	3.2

（1）滤渣的主要成分是Fe （OH）₃（写化学式）．
（2）调节反应A后溶液的pH范围应为3.2～4.2．
（3）反应B的温度如过高，则所得蓝绿色产品中可能会出现的黑色固体是CuO（写化学式）．
（4）过滤得到的产品可用蒸馏水洗涤，为检验是否洗涤干净，可取最后一次洗涤液，先加入硝酸银溶液，再滴加稀硝酸，观察到不产生白色沉淀   则表明已洗净．
【组成测定】碱式碳酸铜的组成可表示为：aCuCO₃•bCu（OH）₂•cH₂O．某研究小组设计如图2实验装置．
【资料查询】：CuCO₃、Cu（OH）₂受热易分解，各生成对应的两种氧化物．
充分反应后测得：①A中样品质量为12.0g，②A中剩余固体质量为8.0g，③B装置增重1.8g，④C装置增重2.2g．（各装置均充分吸收，不考虑装置中空气的影响）
（5）B中的试剂是c，C中的试剂是d，D中的试剂是a（填字母序号）；
a．碱石灰      b．浓硫酸      c．无水硫酸铜    d．浓NaOH溶液
（6）计算得出样品的组成，只需实验测得四个数据中的三个即可，则可行的组合为abcd（填序号，多选少选不给分）．
a．②③④b．①③④c．①②④d．①②③
通过计算可得碱式碳酸铜（aCuCO₃•bCu（OH）₂•cH₂O）中a：b：c=1：1：1．
（7）D的作用防止空气中的二氧化碳进入C中．若将D装置去掉，a值将偏大（填“偏大”、“偏小”或“不变”）

Answer 1

分析 （1）根据亚铁离子不容易除去，加入氯酸钠将亚铁离子转化成铁离子，然后通过控制pH值将铁离子转化成滤渣氢氧化铁沉淀除去进行分析；
（2）根据调节的pH值使铜离子不能沉淀，铁离子开始出现沉淀进行分析；
（3）根据反应温度过高，碳酸铜和氢氧化铜都会分解生成氧化铜进行分析；
（4）根据检验氯离子需要用硝酸酸化的硝酸银检验进行分析；
（5）根据无水硫酸铜遇水变蓝色，氢氧化钠会与二氧化碳反应，碱石灰会与二氧化碳和水反应进行分析；
（6）根据样品的质量必须称量，aCuCO₃•bCu（OH）₂•cH₂O中包括三部分，知道其中两部分的数据，另一部分的数据可以通过样品质量和已知两部分的质量求得进行分析；
（7）根据空气中的二氧化碳会与氢氧化钠反应，而使碳酸铜质量增大进行分析．

解答 【分析】解：（1）亚铁离子不容易除去，加入氯酸钠将亚铁离子转化成铁离子，然后通过控制pH值将铁离子转化成滤渣氢氧化铁沉淀除去，所以滤渣的主要成分是Fe（OH）₃．
故填：Fe （OH）₃．
（2）调节的pH值使铜离子不能沉淀，铁离子开始出现沉淀，通过分析表中的数据可以看出，铜离子在pH值是4.2时，开始沉淀，铁离子在pH值是3.2时，开始沉淀，所以调节反应A后溶液的pH范围应为：3.2-4.2．
故填：3.2～4.2．
（3）反应温度过高，碳酸铜和氢氧化铜都会分解生成氧化铜，所以反应B的温度如过高，则所得蓝绿色产品中可能会出现的黑色固体是CuO．
故填：CuO．
（4）检验氯离子需要用硝酸酸化的硝酸银检验，所以过滤得到的产品可用蒸馏水洗涤，为检验是否洗涤干净，可取最后一次洗涤液，先加入硝酸银溶液，再加入稀硝酸，观察到没有明显现象，则表明已洗净．
故填：硝酸银溶液；稀硝酸；不产生白色沉淀．
（5）无水硫酸铜遇水变蓝色，氢氧化钠会与二氧化碳反应，碱石灰会与二氧化碳和水反应，所以B中的试剂是无水硫酸铜，C中的试剂是氢氧化钠溶液，D中的试剂是碱石灰．
故填：c；d；a．
（6）样品的质量必须称量，aCuCO₃•bCu（OH）₂•cH₂O中包括三部分，知道其中两部分的数据，另一部分的数据可以通过样品质量和已知两部分的质量求得，所以可行的组合为abcd；
充分反应后测得：①A中样品质量为12.0g，②A中剩余固体质量为8.0g，③B装置增重1.8g，④C装置增重2.2g，所以氧化铜质量为8g，生成水的质量为1.8g，二氧化碳的质量为2.2g，
aCuCO₃•bCu（OH）₂•cH₂O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$（a+b）CuO+（b+c）H₂O+aCO₂↑，
                                                     80（a+b）  18（b+c）    44a
                                                         8g              1.8g         2.2g
$\frac{80（a+b）}{8g}$=$\frac{18（b+c）}{1.8g}$=$\frac{44a}{2.2g}$，
a：b：c=1：1：1．
故填：abcd；1：1：1．
（7）D的作用：防止空气中的二氧化碳进入C中；
空气中的二氧化碳会与氢氧化钠反应，使氢氧化钠溶液的质量增重偏大，从而使测出的碳酸铜质量增大，即a值偏大．
故填：防止空气中的二氧化碳进入C中；偏大．

点评 在解此类题时，首先分析题中考查的问题，确定使用的知识点，然后结合学过的知识和题中所给的资料进行分析解答．