Question

（2010?西城區(qū)模擬）某小組同學將一定濃度Na₂CO₃溶液滴入CuSO₄溶液中發(fā)現(xiàn)生成了藍色沉淀．甲同學認為沉淀是CuCO₃；乙同學認為沉淀是CuCO₃和Cu（OH）₂的混合物，他們設計實驗測定沉淀中CuCO₃的質(zhì)量分數(shù)．
已知：CuCO₃和Cu（OH）₂均為藍色，難溶于水．
（1）按照甲同學的觀點，發(fā)生的反應屬于4種基本反應類型中的

復分解反應

．
（2）乙同學利用如圖所示裝置進行測定．
①在研究沉淀物組成前，須將沉淀從溶液中分離并凈化．具體操作依次為

過濾

、洗滌、干燥；
②裝置E中堿石灰的作用是

防止空氣中CO₂和水蒸氣進入裝置D影響二氧化碳的質(zhì)量測定

；
③實驗過程中有以下操作步驟：
a．關閉K₁、K₃，打開K₂、K₄，充分反應；
b．打開K₁、K₄，關閉K₂、K₃，通入過量空氣；
c．打開K₁、K₃，關閉K₂、K₄，通入過量空氣正確的順序是（填選項序號，下同）

cab

．若未進行步驟

b

，將使測量結(jié)果偏低；
④若沉淀樣品的質(zhì)量為m g，裝置D的質(zhì)量增加了n g，則沉淀中CuCO₃的質(zhì)量分數(shù)為

31n

11m

×100%

．
（3）丙同學認為還可以通過測量CO₂的體積或測量

樣品質(zhì)量和樣品充分灼燒后的質(zhì)量

來測定沉淀中CuCO₃的質(zhì)量分數(shù)．

Answer 1

分析：（1）甲同學認為沉淀是CuCO₃，則發(fā)生反應為Na₂CO₃+CuSO₄═CuCO₃↓+Na₂SO₄；
（2）①在研究沉淀物組成前，須將沉淀從溶液中分離并凈化，需要過濾、洗滌、干燥；
②實驗通過測定D裝置質(zhì)量裝置確定二氧化碳的質(zhì)量，進而確定沉淀中碳酸銅的質(zhì)量，計算碳酸銅的質(zhì)量分數(shù)．裝置E中堿石灰的作用是吸收空氣中的CO₂和水蒸氣，防止空氣中CO₂和水蒸氣進入裝置D影響二氧化碳的質(zhì)量測定；
 ③實驗通過測定D裝置質(zhì)量裝置確定二氧化碳的質(zhì)量，進而確定沉淀中碳酸銅的質(zhì)量，計算碳酸銅的質(zhì)量分數(shù)．開始裝置內(nèi)含有二氧化碳，應向裝置內(nèi)通入除去二氧化碳的空氣，排盡裝置內(nèi)的二氧化碳，故應打開K₁、K₃，關閉K₂、K₄；然后從分液漏斗中加入硫酸，充分反應；故應關閉K₁、K₃，打開K₂、K₄；反應完畢，容器內(nèi)殘留部分二氧化碳，應向裝置內(nèi)通入除去二氧化碳的空氣，排出裝置內(nèi)的二氧化碳使反應生成的二氧化碳被裝置D完全吸收，否則會導致二氧化碳測定的質(zhì)量偏低，測定碳酸銅的質(zhì)量分數(shù)偏低；
④裝置D的質(zhì)量增加的ng為反應生成的二氧化碳的質(zhì)量，計算二氧化碳的物質(zhì)的量，根據(jù)碳元素守恒可知n（CuCO₃）=n（CO₂），進而計算沉淀中CuCO₃的質(zhì)量分數(shù)；
（3）除題中實驗方案外，還可以通過測量CO₂的體積或測量樣品質(zhì)量和樣品充分灼燒后的質(zhì)量等方法來測定沉淀中CuCO₃的質(zhì)量分數(shù)．

解答：解：（1）甲同學認為沉淀是CuCO₃，則發(fā)生反應為Na₂CO₃+CuSO₄═CuCO₃↓+Na₂SO₄，該反應符合復分解反應，故答案為：復分解反應；
（2）①在研究沉淀物組成前，須將沉淀從溶液中分離并凈化，需要過濾、洗滌、干燥，故答案為：過濾；
②實驗通過測定D裝置質(zhì)量裝置確定二氧化碳的質(zhì)量，進而確定沉淀中碳酸銅的質(zhì)量，計算碳酸銅的質(zhì)量分數(shù)．裝置E中堿石灰的作用是吸收空氣中的CO₂和水蒸氣，防止空氣中CO₂和水蒸氣進入裝置D影響二氧化碳的質(zhì)量測定，故答案為：防止空氣中CO₂和水蒸氣進入裝置D影響二氧化碳的質(zhì)量測定；
③實驗通過測定D裝置質(zhì)量裝置確定二氧化碳的質(zhì)量，進而確定沉淀中碳酸銅的質(zhì)量，計算碳酸銅的質(zhì)量分數(shù)．開始裝置內(nèi)含有二氧化碳，應向裝置內(nèi)通入除去二氧化碳的空氣，排盡裝置內(nèi)的二氧化碳，故應打開K₁、K₃，關閉K₂、K₄；然后從分液漏斗中加入硫酸，充分反應；故應關閉K₁、K₃，打開K₂、K₄；反應完畢，容器內(nèi)殘留部分二氧化碳，應向裝置內(nèi)通入除去二氧化碳的空氣，排出裝置內(nèi)的二氧化碳使反應生成的二氧化碳被裝置D完全吸收，故正確的順序是cab；
反應完畢，容器內(nèi)殘留部分二氧化碳，應向裝置內(nèi)通入除去二氧化碳的空氣，排出裝置內(nèi)的二氧化碳使反應生成的二氧化碳被裝置D完全吸收，否則會導致二氧化碳測定的質(zhì)量偏低，測定碳酸銅的質(zhì)量分數(shù)偏低，
故答案為：cab；b；
④裝置D的質(zhì)量增加的ng為反應生成的二氧化碳的質(zhì)量，二氧化碳的物質(zhì)的量為

ng

44g/mol

=

n

44

mol，根據(jù)碳元素守恒可知n（CuCO₃）=n（CO₂）=

n

44

mol，故碳酸銅的質(zhì)量為

n

44

mol×124g/mol=

31n

11

g，故沉淀中CuCO₃的質(zhì)量分數(shù)為

31n 11 g

mg

×100%=

31n

11m

×100%，
故答案為：

31n

11m

×100%；
（3）除題中實驗方案外，還可以通過測量CO₂的體積或測量樣品質(zhì)量和樣品充分灼燒后的質(zhì)量等方法來測定沉淀中CuCO₃的質(zhì)量分數(shù)，故答案為：樣品質(zhì)量和樣品充分灼燒后的質(zhì)量．

點評：本題考查學生對實驗原理與裝置的理解評價、對實驗操作的理解、物質(zhì)含量的測定、化學計算等，難度中等，是對所學知識的綜合運用，需要學生具備扎實的基礎知識與分析問題、解決問題能力．