Question

堿式碳酸銅[Cu₂（OH）₂CO₃]是一種用途廣泛的化工原料，實驗室以廢銅屑為原料制取堿式碳酸銅的步驟如下：
Ⅰ．廢銅屑制硝酸銅
如圖（夾持儀器已省略），將濃硝酸緩慢加到廢銅屑中（廢銅屑過量），充分反應后過濾，得到硝酸銅溶液．
Ⅱ．堿式碳酸銅的制備
①向大試管中加入碳酸鈉溶液和硝酸銅溶液
②水浴加熱至70℃左右
③用0.4mol/L的NaOH 溶液調節pH至8.5，振蕩、靜置、過濾
④用熱水洗滌，烘干，得到堿式碳酸銅產品
回答：
（1）濃硝酸與銅反應的離子方程式

Cu+4H⁺+2NO₃^-=Cu²⁺+2NO₂↑+2H₂O

．
（2）裝置A的作用是

防止倒吸

．
（3）已知：NO+NO₂+2NaOH═2NaNO₂+H₂O；2NO₂+2NaOH═NaNO₃+NaNO₂+H₂O，NO不能單獨與NaOH溶液反應，實驗結束時，如何操作才能使裝置中的有毒氣體被NaOH溶液充分吸收？

關閉活塞b，打開活塞a，通入一段時間空氣

．
（4）步驟④中洗滌的目的是

洗去堿式碳酸銅表面吸附的Na⁺和NO₃^-

．
（5）步驟③過濾后的濾液中可能含有CO₃^2-，檢驗CO₃^2- 的方法是

取少量濾液于試管中，加入稀鹽酸，將產生的氣體通入澄清石灰水，溶液變渾濁，說明有CO₃^2-

．
（6）若實驗得到2.36g 樣品（只含CuO 雜質），取此樣品加熱至分解完全后，得到1.74g 固體，此樣品中堿式碳酸銅的質量分數是

0.94或94%

．

Answer 1

分析：（1）濃硝酸與銅反應生成硝酸銅、二氧化氮氣體和水，離子方程式中濃硝酸寫成離子形式；
（2）銅與濃硝酸反應中，圓底燒瓶中壓強會迅速減小，將氫氧化鈉溶液倒吸入反應裝置，有了A裝置就可以防止倒吸；
（3）關閉活塞b，打開活塞a，通入一段時間空氣，將裝置中的有毒氣體導入氫氧化鈉溶液中，讓氫氧化鈉溶液充分吸收；
（4）洗滌可除去堿式碳酸銅表面的吸附的硝酸鈉；
（5）加入稀鹽酸，檢驗是否有二氧化碳氣體生成來檢驗濾液中是否含有碳酸根離子；
（6）設堿式碳酸銅的質量分數為x，根據反應Cu₂（OH）₂CO₃

△   .

2CuO+H₂O+CO₂↑，利用稱量法計算出列式計算出堿式碳酸銅的質量分數．

解答：解：（1）濃硝酸與銅反應的離子方程式為Cu+4H⁺+2NO₃^-=Cu²⁺+2NO₂↑+2H₂O，
故答案為：Cu+4H⁺+2NO₃^-=Cu²⁺+2NO₂↑+2H₂O；
（2）由于銅與濃硝酸反應中，圓底燒瓶中壓強會迅速減小，將氫氧化鈉溶液倒吸入反應裝置，有了A裝置就可以防止倒吸，
故答案為：防止倒吸；
（3）通過關閉活塞b，打開活塞a，通入一段時間空氣操作，可以將裝置中的有毒氣體導入氫氧化鈉溶液中，讓氫氧化鈉溶液充分吸收，
故答案為：關閉活塞b，打開活塞a，通入一段時間空氣；
（4）通過洗滌可除去堿式碳酸銅表面的吸附的硝酸鈉，故答案為：洗去堿式碳酸銅表面吸附的Na⁺和NO₃^-；
（5）步驟③過濾后的濾液中可能含有CO₃^2-，檢驗CO₃^2-的方法為：取少量濾液于試管中，加入稀鹽酸，將產生的氣體通入澄清石灰水，溶液變渾濁，說明有CO₃^2-，
故答案為：取少量濾液于試管中，加入稀鹽酸，將產生的氣體通入澄清石灰水，溶液變渾濁，說明有CO₃^2-；
（6）堿式碳酸銅完全分解得到CuO，設樣品中堿式碳酸銅的質量分數為x，
依據堿式碳酸銅的方程式，Cu₂（OH）₂CO₃

△   .

2CuO+H₂O+CO₂↑     質量差△m
                          222               18   44     （18+44）=62
                          2.36x                       （2.36g-1.74g）
 可得

222

62

=

2.36x

(2.36-1.74)

，
解得x=0.94，
故答案為：0.94或94%．

點評：本題借助制取堿式碳酸銅制法考查了離子方程式書寫、質量分數計算等知識，充分考查了學生的分析、理解、計算能力，是一道不錯的題目，本題難度中等．