Question

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)小組對藍(lán)色固體的成分進(jìn)行了如下探究．請完成下列各題：
（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：
（1）Cu（OH）₂和CuCO₃晶體均不帶結(jié)晶水；
（2）Cu（OH）₂、CuCO₃受熱易分解，各生成對應(yīng)的兩種氧化物．
（3）無水硫酸銅為白色，吸水后會(huì)變成藍(lán)色．
（三）設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)：
Ⅰ．固體的獲�。�
（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．用如圖所示裝置，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，則猜想二正確；
（4）若用裝置A、C組合進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，C中無現(xiàn)象，則猜想一正確；
（5）小組同學(xué)將裝置按 A、    （填“B、C”或“C、B”）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：
（6）小組同學(xué)稱取該固體樣品20 g，逐滴加入稀鹽酸至無氣泡冒出為止，共用去稀鹽酸100克，所得溶液質(zhì)量為115.6克，請計(jì)算該固體樣品中CuCO₃的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．

Answer 1

【答案】分析：【猜想與假設(shè)】猜想一：根據(jù)碳酸鈉和硫酸銅反應(yīng)生成藍(lán)色沉淀進(jìn)行分析；
猜想二：根據(jù)氫氧根離子會(huì)與銅離子生成氫氧化銅沉淀進(jìn)行分析；
【設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)】（1）根據(jù)將固體和液體進(jìn)行分離的方法進(jìn)行分析；
（2）根據(jù)澄清石灰水會(huì)與二氧化碳反應(yīng)檢驗(yàn)二氧化碳的存在進(jìn)行分析；
（5）要分析檢驗(yàn)水和二氧化碳的順序；
（6）根據(jù)質(zhì)量減少為二氧化碳的質(zhì)量求出碳酸銅的質(zhì)量進(jìn)而求出CuCO₃的質(zhì)量分?jǐn)?shù)進(jìn)行解答．
解答：解：【猜想與假設(shè)】猜想一：碳酸鈉和硫酸銅反應(yīng)生成碳酸銅沉淀和硫酸鈉，化學(xué)反應(yīng)方程式為：Na₂CO₃+CuSO₄=CuCO₃↓+Na₂SO₄；
猜想二：碳酸鈉是強(qiáng)堿弱酸鹽，在水中會(huì)進(jìn)行水解生成氫氧根離子，顯堿性；
【設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)】（1）過濾是將不溶性物質(zhì)從溶液中分離的一種操作，該題需要將固、液分離，操作為：過濾；
（2）固體上殘留的碳酸鈉會(huì)與鹽酸反應(yīng)生成二氧化碳?xì)怏w，判斷固體已洗凈的方法及現(xiàn)象為：取最后洗滌液少量，滴加適量的稀鹽酸，無氣泡產(chǎn)生；
（3）B中無明顯現(xiàn)象，說明了沒有二氧化碳生成，固體中也就沒有碳酸銅，故答案為：二；
（4）C中無明顯現(xiàn)象，說明沒有水生成，固體中也就沒有氫氧化銅，故答案為：一；
（5 ）要證明生成物中有水和二氧化碳，應(yīng)先證明水再證明二氧化碳，將裝置按 A、C、B的順序安裝；實(shí)驗(yàn)中：B中的現(xiàn)象為石灰水變渾濁；C中的現(xiàn)象為白色固體變藍(lán)，說明固體為Cu（OH）₂和CuCO₃的混合物；
（6）設(shè)碳酸銅的質(zhì)量為x．
二氧化碳的質(zhì)量為20g+100g-115.6g=4.4g
 CuCO₃+2HCl=CuCl₂+H₂O+CO₂↑
  124                 44
   x                  4.4g

x=12.4g
該固體樣品中CuCO₃的質(zhì)量分?jǐn)?shù)==62%
答：該固體樣品中CuCO₃的質(zhì)量分?jǐn)?shù)62%．
故答案為：猜想一：Na₂CO₃+CuSO₄═CuCO₃↓+Na₂SO₄；
猜想二：堿；
（三）設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)：
（1）過濾；
（2）取最后洗滌液少量于試管中，滴加適量的稀鹽酸，無氣泡產(chǎn)生；
（5）C、B；石灰水變渾濁；白色固體變藍(lán)；
（6）62%．
點(diǎn)評(píng)：通過該題，需要掌握檢驗(yàn)混合物中的水蒸汽和二氧化碳時(shí)，應(yīng)先檢驗(yàn)水蒸汽，再檢驗(yàn)二氧化碳，因?yàn)槿粝葯z驗(yàn)二氧化碳的話，即使原混合物中沒有水蒸汽也會(huì)從石灰水中帶出水蒸汽．除去混合物中的水蒸汽和二氧李碳時(shí)，應(yīng)先除二氧化碳，再除水蒸汽，因?yàn)槿粝瘸�水蒸汽的話，通過石灰水或氫氧化鈉溶液除二氧化碳時(shí)又會(huì)讓氣體中混入水蒸汽．