Question

18．已知甲酸铜遇水易水解而具有还原性．实验室制备甲酸铜晶体[Cu（HCOO）₂•4H₂O]的流程如下：

请回答下列问题：
（1）研磨时应该将固体原料放在（填仪器名称）研钵中；制备Cu₂（OH）₂CO₃时需要用到70℃～80℃的热水溶解小苏打和胆矾的混合物，其目的是加快反应速率，并防止NaHCO₃分解．
（2）写出用小苏打、胆矾制备Cu₂（OH）₂CO₃的离子方程式2Cu²⁺+4HCO₃^-=Cu₂（OH）₂CO₃↓+3CO₂↑+H₂O；
实际操作中的小苏打与胆矾的物质的量之比大于2：1，原因是NaHCO₃易分解、过量的NaHCO₃可以维持碱性．
（3）操作a的名称是过滤．
（4）证明Cu₂（OH）₂CO₃沉淀已经洗涤干净的实验方法是取最后滤出的洗涤液少许于试管中，加入BaCl₂（或其它含Ba²⁺溶液）溶液，若无明显现象（或“无白色沉淀”），说明已洗涤干净．
（5）实验中用无水乙醇洗涤产物的目的是减少甲酸铜晶体的损失．

Answer 1

分析 胆矾与小苏打研磨后在70℃～80℃的热水中溶解得到Cu₂（OH）₂CO₃，反应的化学方程式为：2[CuSO₄•5H₂O]+4NaHCO₃═Cu₂（OH）₂CO₃↓+2Na₂SO₄+11H₂O+3CO₂↑，过滤、洗涤提碱式碳酸铜固体，碱式碳酸铜固体与甲酸在50℃的热水中搅拌，趋热过滤，将滤液冷却，再减压过滤，并用无水乙醇洗涤得甲酸铜晶体，
（1）研磨固体应在研钵中进行，适当加热可以加快反应速率，但要防止碳酸氢钠分解，所以可以用70℃～80℃的热水溶解小苏打和胆矾的混合物；
（2）小苏打、胆矾反应生成Cu₂（OH）₂CO₃、硫酸钠和二氧化碳，根据电荷守恒和元素守恒书写离子方程式；由于碳酸氢钠易分解，所以反应中碳酸氢钠要过量一点，同进过量的碳酸氢钠可以使溶液维持碱性；
（3）操作a是分离固体和液体的操作；
（4）证明Cu₂（OH）₂CO₃沉淀已经洗涤干净可以根据洗涤滤液中没有硫酸根离子判断；
（5）甲酸铜能溶于水，洗涤时要减少甲酸铜的损失，据此选择洗涤试剂；

解答 解：胆矾与小苏打研磨后在70℃～80℃的热水中溶解得到Cu₂（OH）₂CO₃，反应的化学方程式为：2[CuSO₄•5H₂O]+4NaHCO₃═Cu₂（OH）₂CO₃↓+2Na₂SO₄+11H₂O+3CO₂↑，过滤、洗涤提碱式碳酸铜固体，碱式碳酸铜固体与甲酸在50℃的热水中搅拌，趋热过滤，将滤液冷却，再减压过滤，并用无水乙醇洗涤得甲酸铜晶体，
（1）研磨固体应在研钵中进行，适当加热可以加快反应速率，但要防止碳酸氢钠分解，所以可以用70℃～80℃的热水溶解小苏打和胆矾的混合物，
故答案为：研钵；加快反应速率，并防止NaHCO₃分解；
（2）小苏打、胆矾反应生成Cu₂（OH）₂CO₃、硫酸钠和二氧化碳，反应的离子方程式为2Cu²⁺+4HCO₃^-=Cu₂（OH）₂CO₃↓+3CO₂↑+H₂O；由于碳酸氢钠易分解，所以反应中碳酸氢钠要过量一点，同进过量的碳酸氢钠可以使溶液维持碱性，
故答案为：2Cu²⁺+4HCO₃^-=Cu₂（OH）₂CO₃↓+3CO₂↑+H₂O；NaHCO₃易分解、过量的NaHCO₃可以维持碱性；
（3）操作a是分离固体和液体的操作，可以用过滤，
故答案为：过滤；
（4）证明Cu₂（OH）₂CO₃沉淀已经洗涤干净可以根据洗涤滤液中没有硫酸根离子判断，方法是取最后滤出的洗涤液少许于试管中，加入BaCl₂（或其它含Ba²⁺溶液）溶液，若无明显现象（或“无白色沉淀”），说明已洗涤干净，
故答案为：取最后滤出的洗涤液少许于试管中，加入BaCl₂（或其它含Ba²⁺溶液）溶液，若无明显现象（或“无白色沉淀”），说明已洗涤干净；
（5）甲酸铜能溶于水，洗涤时要减少甲酸铜的损失，所以用无水乙醇洗涤，
故答案为：减少甲酸铜晶体的损失．

点评 本题考查制备实验方案的设计，题目难度不大，注意掌握物质分离和提纯的方法和基本操作综合应用．