Question

碱式碳酸铜可用于有机催化剂、杀虫剂及饲料中铜的添加剂，还可用于烟火和颜料制造。CuSO₄溶液与Na₂CO₃溶液反应能否得到碱式碳酸铜？某班同学进行相关探究。

【沉淀制备】

称取12.5 g胆矾溶于87.4 mL蒸馏水中，滴4滴稀硫酸，充分搅拌后得到CuSO₄溶液。向其中加入适量Na₂CO₃溶液，将所得蓝绿色悬浊液过滤，用蒸馏水洗涤，再用无水乙醇洗涤。

（1）滴加稀硫酸的作用是          。所得硫酸铜溶液的溶质质量分数为        。

（2）用无水乙醇洗涤的目的是                           。

【实验探究】

同学们设计了如下装置，用制得的蓝绿色固体进行实验：

（3）D装置加热前，需要首先打开活塞K，用A装置制取适量N₂，然后关闭K，点燃D处酒精灯。A中产生N₂的作用是       ，C中盛装的试剂应是          。

（4）装置A中发生反应的离子方程式为                  。

（5）若蓝绿色固体的组成为xCuCO₃·yCu(OH)₂，实验能观察到的现象是          。

（6）同学们查阅文献知：K_sp[CaCO₃]＝2.8×10^-9，K_sp[BaCO₃]＝5.1×10^-9，经讨论认为需要用Ba(OH)₂代替Ca(OH)₂来定量测定蓝绿色固体的化学式，其原因是          。

a．Ba(OH)₂的碱性比Ca(OH)₂强

b．Ba(OH)₂溶解度大于Ca(OH)₂，能充分吸收CO₂

c．相同条件下，CaCO₃的溶解度明显大于BaCO₃

d．吸收等量CO₂生成的BaCO₃的质量大于CaCO₃，测量误差小

待D中反应完全后，打开活塞K，再次滴加NaNO₂溶液产生N₂，其目的是         。若定量分析所取蓝绿色固体质量为27.1 g，装置F中使用Ba(OH)₂溶液，实验结束后，装置E的质量增加2.7 g，F中产生沉淀19.7 g。则该蓝绿色固体的化学式为               。

Answer

（1）抑制Cu2+水解，防止溶液变浑浊；8.0%；

（2）利用乙醇易挥发的性质带走沉淀上面的水；

（3）排除装置中的空气，避免干扰；浓硫酸；

（4）NO2-＋NH4+N2↑＋2H2O；

（5）硬质玻璃管中蓝绿色固体变黑色，E中白色固体变蓝，F中溶液变浑浊；

（6）b d；让停留在装置中的气体被充分吸收，减小实验误差；2CuCO3•3Cu(OH)2或3Cu(OH)2•2CuCO3或Cu5(OH)6(CO3)2；

【解析】

试题分析：（1）为了防止CuSO4溶液水解，生成氢氧化铜沉淀，滴加稀硫酸可以抑制Cu2+水解，防止溶液变浑浊。所得硫酸铜溶液的溶质质量分数为×100%=8.0%，故答案为：抑制Cu2+水解，防止溶液变浑浊；8.0%；

（2）乙醇易挥发，用无水乙醇洗涤沉淀，可以利用乙醇易挥发的性质带走沉淀上面的水，故答案为：利用乙醇易挥发的性质带走沉淀上面的水；

（3）蓝绿色固体如果为碱式碳酸铜，受热分解会生成氧化铜、二氧化碳和水，空气中含有二氧化碳和水蒸气，乙醇D装置加热前，需要用A中产生N2排除装置中的空气，避免干扰，C中盛装的试剂应是浓硫酸，防止水蒸气进入阵中D，故答案为：排除装置中的空气，避免干扰；浓硫酸；

（4）装置A中亚硝酸钠与氯化铵反应生成氮气和氯化钠、水，反应的离子方程式为NO2-＋NH4+N2↑＋2H2O，故答案为：NO2-＋NH4+N2↑＋2H2O；

（5）蓝绿色固体xCuCO3·yCu(OH)2在氮气中受热分解生成氧化铜、二氧化碳和水，实验能观察到的现象为，故答案为：硬质玻璃管中蓝绿色固体变黑色，E中白色固体变蓝，F中溶液变浑浊；

（6）用Ba(OH)2代替Ca(OH)2来定量测定蓝绿色固体的化学式，原因为Ba(OH)2溶解度大于Ca(OH)2，能充分吸收CO2，吸收等量CO2生成的BaCO3的质量大于CaCO3，测量误差小，故选bd；待D中反应完全后，打开活塞K，再次滴加NaNO2溶液产生N2，可以让停留在装置中的气体被充分吸收，减小实验误差；B中吸收的是水，水的物质的量==0.15mol，C中吸收的是二氧化碳生成碳酸钡白色沉淀，根据碳原子守恒得二氧化碳的物质的量 = = 0.1 mol，氧化铜的物质的量 = = 0.25 mol，则铜离子、氢氧根离子和碳酸根离子的物质的量之比=0.5mol：0.6mol：0.2mol=5：6：2，所以其化学式为：2CuCO3•3Cu(OH)2；故答案为：b d；让停留在装置中的气体被充分吸收，减小实验误差；2CuCO3•3Cu(OH)2或3Cu(OH)2•2CuCO3或Cu5(OH)6(CO3)2。

考点：考查了探究物质的组成和含量的测定的相关知识。