Question

碱式碳酸铜可表示为：xCuCO₃•yCu（OH）₂•zH₂O，实验室用氢气还原法测定碱式碳酸铜组成，装置如下。

（1）写出xCuCO₃•yCu（OH）₂•zH₂O与氢气反应的化学方程式                     ；

（2）实验装置用下列所有仪器连接而成，按氢气流方向的连接顺序是（填入仪器接口字母编号）：                                                              。

（3）称取19.1g某碱式碳酸铜样品，充分反应后得到9.6g残留物，生成4.4g二氧化碳和5.4g水。该样品的结晶水质量为          g，化学式为            ；

（4）某同学以氮气代替氢气，并用上述全部或部分仪器来测定碱式碳酸铜的组成，你认为是否可行？请说明理由。                                                 。

Answer

（1）xCuCO3•yCu（OH）2•zH2O+（x+y）H2（x+y）Cu+xCO2+（x+2y+z）H2O

（2）a→k,j→gf(hi)→de(ed)→hi(gf)→bc(cb)→l

（3）1.8g 2CuCO3·Cu(OH) 2·2H2O

（4）可以 根据反应xCuCO3·yCu(OH) 2·zH2O＝(x+y)CuO+ xCO2↑+(y+z)H2O↑,依据碱式碳酸铜、CuO、CO2和H2O质量（或其中任意三个量），即可计算出其组成。

【解析】

试题分析：（1）xCuCO3•yCu（OH）2•zH2O与氢气反应的产物有：Cu、CO2、H2O，发生反应的化学方程式为：xCuCO3•yCu（OH）2•zH2O+（x+y）H2（x+y）Cu+xCO2+（x+2y+z）H2O；

（2）本实验的原理是利用干燥的氢气与碱式碳酸铜反应，通过测定生成的二氧化碳和水以及反应后固体的质量来确定物质的组成，为防止空气中CO2和H2O进入U型干燥装置，可在最后再连接一个盛有碱石灰的干燥装置来吸收空气中的二氧化碳和水；氢气流方向的连接顺序是a→k，j→gf（hi）→de（ed）→hi（gf）→bc（cb）→l；

（3）根据反应的方程式可知

xCuCO3•yCu（OH）2•zH2O+（x+y）H2（x+y）Cu+xCO2+（x+2y+z）H2O

64（x+y） 44x 18（x+2y+z）

9.6g 4.4g 5.4g

64(x+y)：9.6g=44x：4.4

解得2y＝x

44x：4.4=18(x+2y+z)：5.4

解得z＝x

因此化学式为2CuCO3·Cu(OH) 2·2H2O；

反应中生成水的物质的量是5.4g÷18g/mol＝0.3mol

根据方程式2CuCO3•Cu（OH）2•2H2O+3H23Cu+2CO2+6H2O可知样品的物质的量是0.05mol，其中结晶水的物质的量是0.1mol，质量是1.8g。

（4）根据反应xCuCO3•yCu（OH）2•zH2O+（x+y）H2（x+y）Cu+xCO2+（x+2y+z）H2O，依据碱式碳酸铜、CuO、CO2和H2O质量（或其中任意三个量），即可计算出其组成。

【考点定位】本题主要是考查碱式碳酸铜化学式测定实验方案设计

【名师点晴】该题难度较大，明确实验原理并能正确配平化学方程式是解答的关键，注意分析出实验原理及其计算，能根据化学方程式进行计算。实验原理是解答实验题的核心，是实验设计的依据和起点。实验原理可从题给的化学情景(或题首所给实验目的)并结合元素化合物等有关知识获取。在此基础上，遵循可靠性、简捷性、安全性的原则，确定符合实验目的、要求的方案。关于结晶水的计算还可以借助于19.1个样品的质量进行计算，利用方程式计算时注意碱式碳酸铜前面的化学计量数是1而不是2，属于易错点。