Question

【题目】醋酸铜[(CH3COO)2Cu·H2O]（其相对式量为200）常用作分析化学的分析试剂，还用作有机合成催化剂、瓷釉颜料等。可以用碱式碳酸铜与醋酸作用来制备。

实验步骤：

(I)碱式碳酸铜的制备

(Ⅱ)醋酸铜的制备

碱式碳酸铜与醋酸反应制得醋酸铜：

Cu(OH)2·CuCO3+4CH3COOH=2(CH3COO)2Cu·H2O+CO2↑+H2O

将产品碱式碳酸铜放入烧杯内，加入约20mL蒸馏水，加热搅拌至323K左右，逐滴加入适量醋酸至固体不再溶解，趁热过滤。滤液在通风橱下蒸发至原体积的左右，冷却至室温，减压过滤，用少量蒸馏水洗涤，得(CH3COO)2Cu·H2O产品，称量，计算产率。

回答下列问题：

(1)步骤(ⅰ)将研磨后混合物注入热水中反应，写出离子反应方程式______。

(2)碱式碳酸铜的制备需在热水中进行反应，且温度需控制在60℃左右，请解释原因______。

(3)在步骤(ⅰ)与步骤(ⅱ)的实验过程中，涉及三种固液分离的方法，分别是倾析法过滤、趁热过滤与减压过滤，下列装置中没有使用到的有______。

(4)步骤ⅱ中洗涤晶体的具体操作是______。

(5)最终称量所得的产品为8.0g，则产率为______。

Answer 1

【答案】2Cu2++4HCO3-=Cu(OH)2·CuCO3↓+3CO2↑+H2O 升高温度能加快反应，但温度过高导致Cu(OH)2·CuCO3分解 AEG 关小水龙头，向布氏漏斗中加水至浸没晶体，使水缓慢通过晶体重复2-3次 80%

【解析】

(1)步骤(ⅰ)将研磨后混合物注入热水后，会观察到有大量气泡产生并有蓝色沉淀产生，可知除生成Cu(OH)2CuCO3外，还有CO2 气体生成，结合电荷守恒和原子守恒即可写出发生反应的离子方程式；

(2)碱式碳酸铜不稳定，温度过高容易分解；

(3)根据步骤(ⅰ)与步骤(ⅱ)中制备醋酸铜的操作步骤选用需要的仪器；

(4)根据减压过滤操作分析洗涤晶体操作方法；

(5)根据n=计算出硫酸铜晶体、碳酸氢钠的物质的量，然后根据不足量计算出生成碱式碳酸铜 的物质的量，再根据反应Cu(OH)2CuCO3+4CH3COOH+5H2O=Cu(CH3COO)24H2O+CO2↑计算出理论上生成甲酸铜晶体的质量，最后计算出产率。

(1)步骤(ⅰ)将研磨后混合物注入热水后，生成Cu(OH)2CuCO3和CO2，发生反应的离子方程式为2Cu2++4HCO3-=Cu(OH)2CuCO3↓+3CO2↑+H2O；

(2)温度升高能加快反应速率，但温度过高，就会导致Cu(OH)2CuCO3分解，则制备Cu(OH)2CuCO3需在热水中进行反应，且温度需控制在60℃左右；

(3)根据醋酸铜的制备步骤可知，固体研碎应在研钵中进行，倾析法过滤不需要过滤装置A，需要减压过滤需要装置C、趁热过滤需要装置D，和蒸发装置需要装置 F，没有使用到分液装置和固体加热分解装置，则需要的装置有A、E、G；

(4)利用减压抽滤装置洗涤晶体，具体操作是关小水龙头，向布氏漏斗中加水至 浸没晶体，使水缓慢通过晶体重复2-3次；

(5)12.5g硫酸铜晶体的物质的量n(CuSO4)= =0.05mol， 9.5g碳酸氢钠的物质的量n(NaHCO3)=≈0.113mol， 根据反应2CuSO4+4NaHCO3=Cu(OH)2CuCO3↓+3CO2↑+2Na2SO4 +H2O可知，NaHCO3，反应生成的碱式碳酸铜的物质的量等于硫酸铜晶体的物质的量为0.05mol，根据反应Cu(OH)2CuCO3 +4CH3COOH+5H2O=Cu(CH3COO)24H2O+CO2↑可知，生成甲酸铜的物质的量也为0.05mol， 所以反应产生甲酸铜的产率为：×0.05mol×100%=80%。