【題目】某同學(xué)將一定濃度的Na2CO3溶液加入CuSO4溶液中,發(fā)現(xiàn)生成了沉淀,其對(duì)沉淀的成分進(jìn)行如下探究:

[提出假設(shè)]

假設(shè)1:沉淀是CuCO3;

假設(shè)2:(1)________________________________________;

假設(shè)3沉淀是CuCO3Cu(OH)2的混合物。

[驗(yàn)證假設(shè)]

(2)如果假設(shè)1成立,則反應(yīng)的離子方程式為_______________________________

(3)用離子方程式表示假設(shè)3中有Cu(OH)2生成的理論依據(jù):_________________________

(4)為證明以上哪種假設(shè)成立,該同學(xué)用如圖裝置測(cè)定沉淀樣品中CuCO3的質(zhì)量分?jǐn)?shù):

①實(shí)驗(yàn)時(shí)的步驟依次為a.打開K1、K3,關(guān)閉K2、K4,通入過量空氣;b.關(guān)閉K1、K3,打開K2、K4,充分反應(yīng);c.打開K1、K4,關(guān)閉K2、K3,通入過量空氣,若未進(jìn)行步驟a,將使測(cè)定結(jié)果________(填“偏低”“偏高”或“無影響”)。實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)通入過量空氣的目的是_________________

②若沉淀樣品的質(zhì)量為10.0 g,裝置D的質(zhì)量增加了2.2 g,則沉淀中CuCO3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為__________。

③由以上實(shí)驗(yàn)可知,假設(shè)____________成立。

【答案】 沉淀是Cu(OH)2 Cu2+CO32=CuCO3 CO32+H2OHCO3+OH ,2OH+Cu2=Cu(OH)2 偏高 將裝置中滯留的CO2排至裝置D中,使其被堿石灰吸收 62% 3

【解析】(1)依據(jù)假設(shè)可知沉淀可能是碳酸銅或氫氧化銅或二者混合物,因此假設(shè)2沉淀全部為Cu(OH)2;(2)若假設(shè)1正確,生成碳酸銅說明是銅離子結(jié)合碳酸根離子,反應(yīng)的離子方程式為Cu2++CO32=CuCO3↓;(3)碳酸根水解,溶液顯堿性,因此會(huì)產(chǎn)生氫氧化銅,有關(guān)方程式為,CO32+H2OHCO3+OH,2OH+Cu2+=Cu(OH)2↓;(4)①由實(shí)驗(yàn)?zāi)康募把b置可知,開始裝置內(nèi)含有二氧化碳,應(yīng)向裝置內(nèi)通入除去二氧化碳的空氣,排盡裝置內(nèi)的二氧化碳,故應(yīng)打開K1、K3,關(guān)閉K2、K4;然后從分液漏斗中加入硫酸,充分反應(yīng);故應(yīng)關(guān)閉K1、K3,打開K2、K4;反應(yīng)完畢,容器內(nèi)殘留部分二氧化碳,應(yīng)向裝置內(nèi)通入除去二氧化碳的空氣,排出裝置內(nèi)的二氧化碳使反應(yīng)生成的二氧化碳被裝置D完全吸收;若未進(jìn)行步驟a,裝置中的二氧化碳也被吸收,將使測(cè)定結(jié)果偏高;反應(yīng)完畢,容器內(nèi)殘留部分二氧化碳,應(yīng)向裝置內(nèi)通入除去二氧化碳的空氣,排出裝置內(nèi)的二氧化碳使反應(yīng)生成的二氧化碳被裝置D完全吸收,否則會(huì)導(dǎo)致二氧化碳測(cè)定的質(zhì)量偏低,測(cè)定碳酸銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)偏低;②裝置D的質(zhì)量增加的2.2g為反應(yīng)生成的二氧化碳的質(zhì)量,二氧化碳的物質(zhì)的量為=2.2g÷44g/mol=0.05mol,根據(jù)碳元素守恒可知n(CuCO3)=n(CO2)=0.05mol,故碳酸銅的質(zhì)量為0.05mol×124g/mol=6.2g,故沉淀中CuCO3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為6.2g/10g×100%=62%;③根據(jù)碳酸銅的沉淀質(zhì)量分?jǐn)?shù)可知含有氫氧化銅沉淀,所以假設(shè)3正確。

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