Question

7．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：
Ⅰ．废铜屑制硝酸铜如图（夹持仪器已省略），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水浴加热至70℃左右
③用0.4mol/L 的NaOH 溶液调节pH 至8.5，振荡、静置、过滤④用热水洗涤，烘干，得到碱式碳酸铜产品
回答：（1）浓硝酸与铜反应的离子方程式Cu+4H⁺+2NO₃^-=Cu²⁺+2NO₂↑+2H₂O．
（2）装置A的作用是防止倒吸．
（3）已知：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溶液充分吸收？关闭活塞b，打开活塞a，通入一段时间空气．
（4）步骤④中洗涤的目的是洗去碱式碳酸铜表面吸附的Na⁺和NO₃^-．
（5）若实验得到2.36g 样品（只含CuO 杂质），取此样品加热至分解完全后，得到1.74g 固体，此样品中碱式碳酸铜的质量分数是0.94或94%．

Answer 1

分析 （1）浓硝酸与铜反应生成硝酸铜、二氧化氮气体和水，离子方程式中浓硝酸写成离子形式；
（2）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；
（3）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；
（4）洗涤可除去碱式碳酸铜表面的吸附的硝酸钠；
（5）设碱式碳酸铜的质量分数为x，根据反应Cu₂（OH）₂CO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CuO+H₂O+CO₂↑，利用称量法计算出列式计算出碱式碳酸铜的质量分数．

解答 解：（1）浓硝酸与铜反应的离子方程式为Cu+4H⁺+2NO₃^-=Cu²⁺+2NO₂↑+2H₂O，
故答案为：Cu+4H⁺+2NO₃^-=Cu²⁺+2NO₂↑+2H₂O；
（2）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：防止倒吸；
（3）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；
（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）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，Cu₂（OH）₂CO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CuO+H₂O+CO₂↑     质量差△m
                          222               18   44     （18+44）=62
                          2.36x                       （2.36g-1.74g）
 可得$\frac{222}{62}=\frac{62}{2.36g-1.74g}$，
解得x=0.94，
故答案为：0.94或94%．

点评 本题借助制取碱式碳酸铜制法考查了离子方程式书写、质量分数计算等知识，充分考查了学生的分析、理解、计算能力，是一道不错的题目，本题难度中等．