Question

取一定量的CuCl₂产品投入Na₂CO₃溶液中，充分反应后得到一种仅含四种元素的不溶性盐X，并产生气体CO₂。设计如下实验探究X的组成和性质。已知各步反应所需试剂均过量，请回答：

(1)混合气体的成分是__。

(2)X的化学式为__。

(3)写出CuCl₂与Na₂CO₃反应生成X的离子方程式__。

Answer

H2O、CO2 Cu5(OH)4(CO3)3或2Cu(OH)2∙3CuCO3 5Cu2++5+2H2O== Cu5(OH)4(CO3)3+2CO2↑

【解析】

X高温分解，生成的混合气体通过无水CaCl2后，质量减轻，则表明含有H2O(g)，其质量为1.68g-1.32g=0.36g，n(H2O)==0.02mol；气体A为CO2，n(CO2)==0.03mol，n(BaCO3)==0.03mol。黑色固体高温条件下用CO还原，得到红色固体B应为Cu，物质的量为n(Cu)==0.05mol，n(CuO)=n(Cu)=0.05mol。

(1)由以上分析知，混合气体中，n(H2O)==0.02mol，n(CO2)==0.03mol，所以混合气体的成分是H2O、CO2。答案为：H2O、CO2；

(2)X的分解产物中，n(H2O)=0.02mol，n(CO2)=0.03mol，n(CuO)=0.05mol，则用氧化物表示的X为5CuO∙3CO2∙2H2O，X的化学式为Cu5(OH)4(CO3)3或2Cu(OH)2∙3CuCO3。答案为：Cu5(OH)4(CO3)3或2Cu(OH)2∙3CuCO3；

(3)CuCl2与Na2CO3在水溶液中发生水解反应生成Cu5(OH)4(CO3)3和CO2，由此得出生成X的离子方程式5Cu2++5+2H2O==Cu5(OH)4(CO3)3+2CO2↑。答案为：5Cu2++5+2H2O==Cu5(OH)4(CO3)3+2CO2↑。