Question

碱式碳酸铜可用于生产木材防腐剂等。工业上可用微蚀刻废液（含有一定量Cu²⁺、H⁺、SO₄^2-、H₂O₂和微量Fe³⁺）制备高纯度碱式碳酸铜，其制备过程如下：

（1）试剂1最好选用________________。

    a．Fe₂O₃    b．CaCO₃    C．CuO

（2）加入Na₂CO₃沉淀前须除去Fe³⁺，否则Fe₂(SO₄)₃会与Na₂CO₃反应，产生一种气体，同时生成NaFe₃(OH)₆(SO₄)₂沉淀，影响产品质量，写出该反应的化学方程式______________________。

（3）加入Na₂CO₃沉淀时，反应液pH对产品中SO₄^2-的含量以及反应液中Cu²⁺沉淀效率的影响如下图所示，第二次沉淀时溶液pH最好控制在___________________________。

（4）所制得的碱式碳酸铜的组成可表示为：xCuCO₃·yCu(OH)₂·zH₂O，要测定其组成，甲同学设计的实验方案中需要如下五个步骤：①称取12.0克的样品；②高温分解；③测出生成CO₂的质量为2.2克；④测出生成水蒸气的质量为1.8克；⑤称量生成CuO的质量为8.0克。而乙同学认为除步骤②外，实验只需测定四个量中的部分数据即可，则合理的组合为______________（填序号，写一组即可）。根据你的选择，计算出碱式碳酸铜的组成，写出计算过程。____________________________。

Answer

c 6Na2CO3 + 3 Fe2(SO4)3 + 6H2O = 2 NaFe3(OH)6(SO4)2 + 6CO2 +5 Na2SO4 8.5或填8.5左右的值 写四个数据中任意三个组合都正确 ( 1分) 样品中含：

n(CuCO3) = 0.05 mol

n(Cu(OH)2) = 0.05 mol

n(H2O) = 0.05 mol

样品的组成为：CuCO3•Cu(OH)2•H2O

【解析】试题分析：（1）目的是制备高纯度碱式碳酸铜，所以试剂1最好加入含有铜元素的物质；(2)Fe2(SO4)3会与Na2CO3发生双水解反应，产生CO2气体，同时生成NaFe3(OH)6(SO4)2沉淀，根据元素守恒写反应的化学方程式；(3) 目的是制备高纯度碱式碳酸铜，所以溶液残留铜元素越低越好；（4）根据元素守恒，n(CO2)= n(CuCO3)；n(Cu(OH)2) = n(CuO)－ n(CuCO3)；n(H2O) =1.8g÷18g/mol－n(Cu(OH)2)。

解析：（1）目的是制备高纯度碱式碳酸铜，加入CuO不引入杂质，故C正确；(2)Fe2(SO4)3会与Na2CO3发生双水解反应，产生CO2气体，同时生成NaFe3(OH)6(SO4)2沉淀，根据元素守恒，反应的化学方程式为6Na2CO3 + 3 Fe2(SO4)3 + 6H2O = 2 NaFe3(OH)6(SO4)2 + 6CO2 +5 Na2SO4 ；(3) 目的是制备高纯度碱式碳酸铜，溶液残留铜元素越低越好，所以pH最好控制在8.5；（4）实验只需测定四个量中的CO2、CuO、H2O，根据元素守恒，n(CO2)= n(CuCO3)=2.2g÷44g/mol=0.05 mol；n(Cu(OH)2) = n(CuO)－ n(CuCO3)=8.0 g÷44g/mol－0.05 mol=0.05 mol；n(H2O) =1.8g÷18g/mol－n(Cu(OH)2)=0.1 mol－0.05 mol=0.05 mol, 样品的组成为：CuCO3•Cu(OH)2•H2O。

点睛：要测定碱式碳酸铜的组成，①样品质量；②生成CO2的质量；③生成水蒸气的质量；④生成CuO的质量，只需测定四个数据中任意三个组合都正确；若选①样品质量；②生成CO2的质量；④生成CuO的质量，n(H2O)=［样品质量- n(CuCO3)－n(Cu(OH)2)］÷18g/mol。