碱式碳酸铜[CuCO3·Cu(OH)2]是一种用途广泛的化工原料，可用于作有机催化剂、颜料...

碱式碳酸铜[CuCO3·Cu(OH)2]是一种用途广泛的化工原料，可用于作有机催化剂、颜料制造、原油贮存时脱碱等。用废杂铜(主要成分为Cu，还含有少量杂质Fe)制取碱式碳酸铜的工艺流程如图所示。

（1）步骤①浸出时，硝酸浓度不易过大，其原因是____。

（2）步骤②分离前需将溶液pH调节在4左右，其目的是　　　　　　　　　　　　　　　　 ，所得废渣的主要成分为____________。

（3）步骤③合成时，采用将NaHCO3溶液迅速投入Cu(NO3)2溶液中，其主要原因是　　　　　　　　 ；合成时发生反应的化学方程式为____________。

（4）本实验中两次用到固液分离，本实验中最适合固液分离的设备是____________。

（5）步骤⑤洗涤主要除去的杂质离子是　 　　　　　　 　 。

（6）准确称取所得产品m g，放入碘量瓶中，加入2 g KI及5 ml3 mol/L稀硫酸（两试剂均过量）摇匀并静置10 min(2Cu2++4I-=2CuI↓+I2)，再加入2 mL淀粉溶液，用c mol/L的Na2S2O3标准溶液滴定(I2+2S2O32-=2I-+S4O62-)，到滴定终点时消耗Na2S2O3标准溶液V mL，则样品中铜元素的质量分数为________。

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碱式碳酸铜[Cu(OH)2•CuCO3]是一种用途广泛的化工产品，实验室制备碱式碳酸铜的反应原理为：2CuSO4+2Na2CO3+H2O=Cu(OH)2•CuCO3↓+CO2↑+2Na2SO4。回答下列问题：

（1）配制100mL浓度均为0.50mol•L-1的CuSO4溶液和Na2CO3溶液，需要用到的玻璃仪器有量筒、烧杯、胶头滴管和___。

（2）取50mL0.50mol•L-1CuSO4溶液加入50mL0.50mol•L-1Na2CO3溶液中，反应后烧杯底部出现大量蓝绿色沉淀。设计实验证明蓝绿色沉淀中混有难溶于水的碱式硫酸铜[Cu2(OH)2SO4]，实验步骤是：过滤，___。

（3）按最佳配比 n(CuSO4)︰n(Na2CO3)=1︰1.2进行实验，反应15min，所得实验结果如下：

分析75℃时沉淀量最多的原因：___。

（4）查阅资料可知碱式碳酸铜的组成有多种，可用xCu(OH)2•yCuCO3表示。某小组利用以下装置测定某碱式碳酸铜样品的组成：

①A中发生反应的化学方程式是___。

②加热时持续通入N2的目的是___。

③称取32.0g样品，充分反应后得到24.0g残留物，B增重3.6g，C增重4.4g。该样品的化学式为___。若对调B和C装置的位置，___(填“能”或“不能”)测算出该样品的化学式。

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氯化亚铜是一种重要的化工产品，常用作有机合成催化剂，还可用于颜料、防腐等工业，它不溶于H2SO4、HNO3和醇，微溶于水，可溶于浓盐酸和氨水，在潮湿空气中易水解氧化成绿色的碱式氯化铜[Cu2（OH）4-nCln]，随着环境酸度的改变n随之改变。以海绵铜（主要成分是Cu和少量CuO）为原料，采用硝酸铵氧化分解技术生产CuCl的工艺过程如下：

（1）过滤用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、________。

（2）还原过程中发生的主要反应的离子方程式：__________，若将(NH4)2SO3换成铁粉也可得到CuCl，写出离子方程式___________。

（3）析出的CuCl晶体水洗后要立即用无水乙醇洗涤，在真空干燥机内于70℃干燥2h，冷却密封包装。真空干燥、密封包装的原因是：______________________________。

（4）随着PH值减小[Cu2（OH）4-nCln]中Cu% ________。(填字母)

A. 增大　 B.不变　　　　 C. 不能确定　　　　 D. 减小

（5）如图是各反应物在最佳配比条件下，反应温度对CuCl产率影响。由图可知，溶液温度控制在60℃时，CuCl产率能达到94%，当温度高于65℃ 时，CuCl产率会下降，从生成物的角度分析，其原因可能是_____。

（6）以碳棒为电极电解CuCl2溶液也可得到CuCl，写出电解时阴极上发生的电极反应式：______。

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氯化亚铜是一种重要的化工产品，常用作有机合成催化剂，还可用于颜料、防腐等工业，它不溶于H2SO4、HNO3和醇，微溶于水，可溶于浓盐酸和氨水，在潮湿空气中易水解氧化成绿色的碱式氯化铜[Cu2（OH）3Cl]。以海绵铜（主要成分是Cu和少量CuO）为原料，采用硝酸铵氧化分解技术生产CuCl的工艺过程如下：

（1）写出溶解过程中发生的氧化还原反应的离子方程式：_________

（2）还原过程中发生的主要反应的离子方程式：_________。

（3）析出的CuCl晶体水洗后要立即用无水乙醇洗涤，在真空干燥机内于70℃干燥2h，冷却密封包装。70℃真空干燥、密封包装的原因是__________。

（4）写出氯化亚铜在空气中被氧化的化学方程式________

（5）如图是各反应物在最佳配比条件下，反应温度对CuCl产率影响．由图可知，溶液温度控制在60℃时，CuCl产率能达到94%，当温度高于65℃时，CuCl产率会下降，其原因可能是___。

（6）以碳棒为电极电解CuCl2溶液也可得到CuCl，写出电解时阴极上发生的电极反应式：____

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碱式碳酸铜（Cu2(OH)2CO3）是名贵的矿物宝石孔雀石的主要成分，应用广泛，如在无机工业中用于制造各种铜化合物，有机工业中用作有机合成催化剂等等，某化学小组为了探究碱式碳酸铜生成条件对其产率的影响，设计了如下实验：

设计原理：取一定体积的碳酸钠溶液（0.5mol/L)于100mL烧杯中，进行加热，恒温后将硫酸铜溶液（5.00mL. 0.5mol/L)在不断搅拌下以一定速度逐滴加入到上述碳酸钠溶液中，反应达平衡后，静止，减压过滤，洗涤，烘干，即得到最终产品，同时有气体放出。

（1）反应原理为：________________。

（2）探究反应原料用量比对反应产物的影响。

该化学小组根据所提供试剂设汁两个实验来说明反应原料用量对产品的影响

提供试剂：0.5mol/LNa2CO3溶液、0.5mol/LCuSO4溶液。

①请填写下表的空白处：

②通过实验画图可知：当比值为______，碱式碳酸铜产量最好。

（3）反应温度对产率的影响

在三支试管中各加入2.0mL0.5 mol/LCuSO4溶液另取四支试管各加入由上述实验得到的合适用量的0.5 mol /L Na2CO3溶液。从这两列试管中各取一支将它们分別置于室温、30℃、50℃、100℃的环境中数分钟后将CuSO4溶液倒入Na2CO3溶液中振荡并观察现象，发现：沉淀颜色分别为蓝色沉淀，绿色沉淀、深绿色沉淀，绿色中带有黑色沉淀，实验结果也如上图所示，请思考，为什么温度过髙产率反而下降_______，该实验加热方式为____________。

（4）分析所制得的碱式碳酸铜的质量分数。

将已准确称量的0.5g试样样品放入300mL的锥形瓶中，加入5mL醋酸，适热使其溶解，再用l00mL水将其稀释。加入2.5gKI振荡混合，经过5分钟后，加入数滴淀粉溶液，用0.1mol/L的硫代硫酸钠溶液进行滴定。当_______时即达滴定的终点。

反应的原理：2Cu2++4I- =2CuI+I2，I2+2S2O32-=2I-+S4O62-

用0.lmol/L硫代硫酸钠40 mL，那么试样中铜的质量百分率为________。该溶液的滴定度为_______。（毎毫升标准溶液相当于被测物质的质量，单位是g/mL或mg/mL)(保留三位有效数字）。

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（15分）硫酸铜在化工和农业方面有很广泛的用处，某化学兴趣小组查阅资料，用两种不同的原料制取硫酸铜。

方式一：一种含铜的矿石（硅孔雀石矿粉），含铜形态为CuCO3·Cu(OH)2和CuSiO3·2H2O（含有SiO2、FeCO3、Fe2O3、Al2O3等杂质）。以这种矿石为原料制取硫酸铜的工艺流程如下图：

请回答下列问题：

⑴完成步骤①中稀硫酸与CuSiO3·2H2O发生反应的化学方程式

CuSiO3·2H2O+H2SO4=CuSO4 +________+H2O；

⑵步骤②调节溶液pH选用的最佳试剂是__________________

A.　 CuO　　　　　　　　 B. MgO　　　　 C. FeCO3　　　　　　　　　　 D NH3·H2O

⑶有关氢氧化物开始沉淀和完全沉淀的pH如下表：

由上表可知：当溶液pH=4时，不能完全除去的离子是________。

⑷滤液B通过蒸发浓缩（设体积浓缩为原来的一半）、冷却结晶可以得到CuSO4·5H2O晶体。某同学认为上述操作会伴有硫酸铝晶体的析出。请你结合相关数据对该同学的观点予以评价（已知常温下，Al2(SO4)3 饱和溶液中C(Al3+)=2.25mol·L-1，Ksp[Al(OH)3]=3.2×10-34) ________（填“正确”或“错误”）。

方式二：以黄铜矿精矿为原料，制取硫酸铜及金属铜的工艺如下所示：

Ⅰ.将黄铜矿精矿（主要成分为CuFeS2，含有少量CaO、MgO、Al2O3）粉碎

Ⅱ.采用如下装置进行电化学浸出实验，将精选黄铜矿粉加入电解槽阳极区，恒速搅拌，使矿粉溶解。在阴极区通入氧气，并加入少量催化剂。

Ⅲ.一段时间后，抽取阴极区溶液，向其中加入有机萃取剂（RH）发生反应：

2RH（有机相）+ Cu2+（水相）R2Cu（有机相）+ 2H＋（水相）

分离出有机相，向其中加入一定浓度的硫酸，使Cu2+得以再生。

Ⅳ.电解硫酸铜溶液制得金属铜。

（5）黄铜矿粉加入阳极区与硫酸及硫酸铁主要发生以下反应：

CuFeS2 + 4H＋ = Cu2+ + Fe2+ + 2H2S　　　 2Fe3+ + H2S = 2Fe2+ + S↓+ 2H＋

电解过程中，阳极区Fe3+的浓度基本保持不变，原因是____________________（用电极反应式表示）。

（6）步骤Ⅲ，向有机相中加入一定浓度的硫酸，Cu2+得以再生的原理是_____________ 。

（7）步骤Ⅳ，若电解0.1mol CuSO4溶液，生成铜3.2 g，此时溶液中离子浓度由大到小的顺序是 ____ 。

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甲醇(CH3OH )是一种用途广泛的基础有机原料和优质燃料。

（1）甲醇可以在铜作催化剂的条件下直接氧化成甲醛(HCHO)

①基态Cu原子的价层电子的轨道表达式为_____,其核外电子共占据_____个能级。

②甲醇和甲醛中碳原子的杂化方式分别为_____,其组成元素的电负性由小到大的顺序为________.

（2）在一定条件下,甲醇(沸点64.7℃)可转化为乙酸甲酯(CH3COOCH3,佛点57.1℃)

①乙酸甲酯分子中心键和节键的个数之比为_________；

②甲醇与乙酸甲酯的混合物因沸点接近而不易分离，工业上用蒸馏的方法分离二者时常先加适量水,理由为______________。

（3）科研团队通过皮秒激光照射悬浮在甲醇溶液中的多臂碳纳米管合成T一碳,T-碳的晶体结构可以看成金刚石晶体中每个碳原子被- 一个由四个碳原子组成的正四面体结构单元取代,如图所示。

①T-碳与金刚石互称为_________;一个T-碳晶胞中含有______个碳原子。

②T-碳的密度非常小,约为金刚石的一半。试计算T-碳晶胞的边长和金刚石品胞的边长之比为________。

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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约 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：Ksp[CaCO3]＝2.8×10-9，Ksp[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　 ____________________。

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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：Ksp[CaCO3]＝2.8×10-9，Ksp[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　　　　　　　　　　 。

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