Question

碱式碳酸铜可表示为：xCuCO₃·yCu(OH)₂·zH₂O，测定碱式碳酸铜组成的方法有多种。

(1)现采用氢气还原法，请回答如下问题：

①写出xCuCO₃·yCu(OH)₂·zH₂O与氢气反应的化学方程式______________________；

②实验装置用下列所有仪器连接而成，按氢气流方向的连接顺序是(填入仪器接口字母编号)：

(a)→(    )(    )→(    )(    )→(    )(    )→(    )(    )→(    )(    )→(l)

③称取23.9 g某碱式碳酸铜样品，充分反应后得到12.7 g残留物，生成4.4 g二氧化碳和7.2 g水。该样品的结晶水质量为___________g，化学式为___________________；

(2)某同学以氮气代替氢气，并用上述全部或部分仪器来测定碱式碳酸铜的组成，你认为是否可行？请说明理由。

Answer 1

(1)①xCuCO₃·yCu(OH)₂·zH₂O+(x+y)H₂(x+y)Cu+xCO₂+(x+2y+z)H₂O

②(a)→kj→gf(或hi)→de(或ed)→hi(或gh)→bc(或cb)→(l)

③1.8 CuCO₃·Cu(OH)₂·H₂O

(2)可行。用氮气代替氢气，氮气可排除空气中CO₂、H₂O对该实验的影响，xCuCO₃·yCu(OH)₂·zH₂O受热分解为CuO、CO₂、H₂O，可通过测定CuO、CO₂及H₂O的质量，进而确定碱式碳酸铜的组成。

解析：本题考查化学方程式的书写、化学计算及实验设计能力。(1)①用H₂作还原剂，可使CuCO₃、Cu(OH)₂被还原为Cu，据电子守恒或原子守恒即可写出反应的化学方程式。②装置连接中，要先对H₂进行除杂和干燥，用H₂O吸收HCl，再用浓硫酸吸收水蒸气；干燥、纯净的H₂与碱式碳酸铜发生反应，生成的H₂O和CO₂分别用浓硫酸和碱石灰吸收，以便确定H₂O和CO₂的质量。③由以上分析可知，反应生成的Cu的质量为12.7 g，m(CO₂)=4.4 g，则；由CuCO₃被还原生成的Cu的质量为0.1 mol×63.5 g·mol^-1=6.35 g，则由Cu(OH)₂被还原生成的Cu的质量为12.7 g-6.35 g=6.35 g，Cu(OH)₂的物质的量为0.1 mol，所以样品中结晶水质量为：23.9 g-0.1 mol×123.5 g·mol^-1-0.1 mol×97.5 g·mol^-1=1.8 g，CuCO₃、Cu(OH)₂、H₂O的物质的量之比为：0.1 mol∶0.1 mol∶0.1 mol=1∶1∶1，

所以碱式碳酸铜的化学式为CuCO₃·Cu(OH)₂·H₂O。

(2)用N₂代替H₂，N₂可排除空气中CO₂和H₂O对该实验的影响，碱式碳酸铜受热分解为CuO、CO₂、H₂O，通过测定它们的质量，同样可确定其组成。