Question

【題目】將過量的Na2CO3溶液滴入到一定量CuSO4溶液中得到藍(lán)色固體。某研究性學(xué)習(xí)

小組對(duì)藍(lán)色固體的成分進(jìn)行了如下探究。請(qǐng)完成下列各題：

（一）猜想與假設(shè)：

猜想一：固體為CuCO3，理由： （用化學(xué)反應(yīng)方程式表示）。

猜想二：固體為Cu(OH)2，理由：Na2CO3溶液呈 （填“酸”或“堿”）性。

猜想三：固體為Cu(OH)2和CuCO3的混合物。

（二）資料查閱：

①Cu(OH)2和CuCO3晶體均不帶結(jié)晶水；

②Cu(OH)2、CuCO3受熱易分解，各生成對(duì)應(yīng)的兩種氧化物。

（三）設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)：

Ⅰ．固體的獲取：

（1）將反應(yīng)后的固、液混合物經(jīng) 、洗滌、低溫烘干得藍(lán)色固體。

（2）判斷固體已洗凈的方法及現(xiàn)象 。

Ⅱ．用下圖所示裝置，定性探究固體的成分。

（3）若用裝置A、B組合進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，B中無現(xiàn)象，則猜想 正確；

（4）若用裝置A、C組合進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，C中無現(xiàn)象，則猜想 正確；

（5）小組同學(xué)將裝置按 A、 、 （填“B”、“C”）的順序組合進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證出猜想三是正確的，實(shí)驗(yàn)中：B中的現(xiàn)象為 ，

C中的現(xiàn)象為 。

結(jié)論：固體為Cu(OH)2和CuCO3的混合物。

Ⅲ．固體成分定量測定：

已知Cu(OH)2的分解溫度為66℃∽68℃，CuCO3的分解溫度為200℃∽220℃。設(shè)固體的組成為aCu(OH)2bCuCO3。小組同學(xué)用熱分析儀對(duì)固體進(jìn)行熱分解，獲得相關(guān)數(shù)據(jù)，繪成固體質(zhì)量變化與分解溫度的關(guān)系如右圖，請(qǐng)根據(jù)圖示回答下列問題：

（6）寫出A B、C D段發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式：

AB段： ；

CD段： ；

（7）通過計(jì)算可得： a:b＝ 。

（8）若將24.0g剩余固體繼續(xù)加熱到更高的溫度，發(fā)現(xiàn)固體質(zhì)量減少了2.4g后質(zhì)量不再改變，寫出此過程中可能發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式： 。

Answer 1

【答案】猜想一：Na2CO3 + CuSO4= CuCO3↓+ Na2SO4猜想二：堿Ⅰ．（1） 過濾（2）取最后洗滌液少量，滴加適量的稀鹽酸（硝酸、硫酸），無氣泡產(chǎn)生；或滴加BaCl2[或Ba(OH)2、Ba(NO3)2]或CaCl2[或Ca(OH)2、Ca(NO3)2]溶液，無沉淀產(chǎn)生。

Ⅱ．（3）二（4）一（5）CB；澄清的石灰水變渾濁；白色固體變藍(lán)（6）Cu(OH)2CuO+H2O；CuCO3CuO+CO2↑（7）2:1（8）4CuO2Cu2O+O2↑

【解析】

試題分析：將過量的Na2CO3溶液滴入到一定量CuSO4溶液中得到藍(lán)色固體。猜想與假設(shè)：猜想一：固體為CuCO3，理由：Na2CO3+CuSO4=CuCO3↓+Na2SO4。猜想二：固體為Cu(OH)2，理由：Na2CO3溶液呈堿性。猜想三：固體為Cu(OH)2和CuCO3的混合物。將反應(yīng)后的固、液混合物經(jīng)過濾、洗滌、低溫烘干得藍(lán)色固體。判斷固體已洗凈的方法及現(xiàn)象：取最后洗滌液少量，滴加適量的稀鹽酸（硝酸、硫酸），無氣泡產(chǎn)生；或滴加BaCl2[或Ba(OH)2、Ba(NO3)2]或CaCl2[或Ca(OH)2、Ca(NO3)2]溶液，無沉淀產(chǎn)生。若用裝置A、B組合進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，B中無現(xiàn)象，則猜想二正確；若用裝置A、C組合進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，C中無現(xiàn)象，則猜想一正確；小組同學(xué)將裝置按A、C、B的順序組合進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，過程中要先檢驗(yàn)水的產(chǎn)生，在檢驗(yàn)二氧化碳的產(chǎn)生，驗(yàn)證出猜想三是正確的，實(shí)驗(yàn)中：B中的現(xiàn)象為澄清的石灰水變渾濁；，C中的現(xiàn)象為白色固體變藍(lán)，AB段：Cu(OH)2CuO+H2O，固體的質(zhì)量沒有減少；CD段：CuCO3CuO+CO2↑；解：根據(jù)圖像，可得AB段是Cu(OH)2受熱分解，生成的水的質(zhì)量為32.0g－28.4g=3.6g

設(shè)生成3.6g水所需的Cu(OH)2的質(zhì)量為。

Cu(OH)2CuO+H2O

98 18

3.6g

列比例式得：98：X=18：:36克，解得X=19.6克，

所以CuCO3的質(zhì)量為32.0g－19.6g =12.4g

根據(jù)藍(lán)色固體組成可得98a：124b=19.6克：12.4克 得a：b=2：1

若將24.0g剩余固體繼續(xù)加熱到更高的溫度，發(fā)現(xiàn)固體質(zhì)量減少了2.4g后質(zhì)量不再改變，此過程中可能發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式：4CuO 2Cu2O + O2 ↑。