Question

碱式碳酸铜（Cu_x（OH）_y（CO₃）_z）是一种用途广泛的化工原料，实验室制取碱式碳酸铜的步骤如下。

已知：①Cu+4HNO₃（浓）＝Cu（NO₃）₂+2NO₂↑+4H₂O；②2NO₂+2NaOH＝NaNO₃+NaNO₂+H₂O

步骤一：制Na₂CO₃

从Na₂CO₃溶液（含少量NaCl）提纯获得Na₂CO₃固体的步骤如下：蒸发浓缩，38℃以上结晶，趁热过滤，洗涤，加热脱水，得Na₂CO₃固体。结合如图1回答。

（1）38℃以上结晶的目的是_____。

（2）洗涤时，适宜的试剂是_____。

a热水      b冰水    c盐酸    dCa（OH）₂溶液

步骤二：制Cu（NO₃）₂

如图2，用滴管吸取浓HNO₃缓慢加到锥形瓶内的废铜屑中（废铜屑过量），充分反应后过滤，得到Cu（NO₃）₂溶液。

步骤三：碱式碳酸铜的制备

向大试管中加入Na₂CO₃溶液和Cu（NO₃）₂溶液，水浴加热至70℃左右，用NaOH稀溶液调节pH至8.5，振荡，静置，过滤，用热水洗涤，烘干，得到碱式碳酸铜产品。

（3）如图装置中NaOH溶液的作用是_____。反应结束后，广口瓶内溶液中的溶质有NaOH、_____、_____（填写化学式）。

（4）步骤三中，水浴加热所需仪器有_____、_____ （加热、夹持仪器、石棉网除外）；洗涤的目的是_____。

（5）影响产品产量的主要因素有_____和_____。

（6）加热碱式碳酸铜（Cu_x（OH）_y（CO₃）_z）得40 g CuO和3.6 g H₂O．则x：y：z＝_____。

Answer

得到Na2CO3•H2O晶体，缩短加热脱水的时间 a 吸收NO2 NaNO3 NaNO2 烧杯 温度计 除去NaNO3 pH 温度 5：4：3

【解析】

（1）根据图可知，38℃以上结晶得到的碳酸钠晶体含结晶水少，为Na2CO3•H2O晶体，缩短加热脱水的时间。

（2）由于温度高时，Na2CO3•H2O小，这样洗涤时能减少损失，所以洗涤时适宜的试剂是热水。故选a。

（3）根据信息可知“2NO2+2NaOH＝NaNO3+NaNO2+H2O”，所以图装置中NaOH溶液的作用是吸收NO2，根据信息还知道生成物还有NaNO3、NaNO2，所以反应结束后，广口瓶内溶液中的溶质有NaOH、NaNO3、NaNO2。

（4）步骤三中，水浴加热所需仪器有 烧杯、温度计 （控制温度在38℃以上用）；洗涤的目的是 除去NaNO3。

（5）根据过程中控制的反应条件可知，影响产品产量的主要因素有 pH和 温度。

（6）加热碱式碳酸铜【Cux（OH）y（CO3）z】得40 g CuO和3.6 g H2O．则铜原子和氢原子个数比为＝5：4，即Cu5（OH）4（CO3）z，根据化合物中正负化合价的代数和为零可得（+2）×5+（﹣1）×4+（﹣2）×z＝0，z＝3则x：y：z＝5：4：3。

故答案为

（1）得到Na2CO3•H2O晶体，缩短加热脱水的时间。

（2）a。

（3）吸收NO2． NaNO3、NaNO2。

（4）烧杯、温度计； 除去NaNO3。

（5）pH； 温度。

（6）5：4：3。