Question

將過量的Na₂CO₃溶液滴入到一定量CuSO₄溶液中得到藍色固體．某研究性學習小組對藍色固體的成分進行了如下探究．
（一）猜想與假設：
猜想一：固體為CuCO₃，理由：

 

（用化學反應方程式表示）．
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．
（二）資料查閱：
Cu（OH）₂和CuCO₃晶體均不帶結(jié)晶水，受熱易分解，各生成對應的兩種氧化物．
（三）設計與實驗：
Ⅰ．固體的獲取：
（1）將反應后的固、液混合物經(jīng)

 

、洗滌、低溫烘干得藍色固體．
Ⅱ．用圖1所示裝置，定性探究固體的成分．
（2）若用裝置A、B組合進行實驗，B中無現(xiàn)象，則猜想

 

正確（填“一”、“二”），
若用裝置A、C組合進行實驗，C中無現(xiàn)象，則猜想

 

正確（填“一”、“二”）；
（3）小組同學將裝置按 A、

 

填“B”、“C”）的順序組合進行實驗驗證出猜想三是正確的，實驗中：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℃．設固體的組成為aCu（OH）₂?bCuCO₃．小組同學用熱分析儀對固體進行熱分解，獲得相關數(shù)據(jù)，繪成固體質(zhì)量變化與分解溫度的關系如圖，
請根據(jù)圖2示回答下列問題：
（4）寫出A B、C D段發(fā)生反應的化學方程式：
AB段：

 

；CD段：

 

；
（5）通過計算可得：a：b=

 

；
（6）若將24.0g

 

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)生反應的化學方程式：

 

．

Answer 1

考點：探究物質(zhì)的組成或測量物質(zhì)的含量

專題：實驗探究和數(shù)據(jù)處理題

分析：（一）猜想與假設：假設一：根據(jù)復分解反應的原理分析；
（三）設計與實驗：（1）根據(jù)物質(zhì)的分離方法分析；
（2）根據(jù)氫氧化鈣與二氧化碳反應生成碳酸鈣沉淀分析；根據(jù)無水硫酸銅遇水變藍分析；
（3）檢驗水要放在檢驗二氧化碳之前；
（4）根據(jù)氫氧化銅和碳酸銅的分解溫度分析；
（5）根據(jù)氫氧化銅和碳酸銅的分解的化學方程式分析；
（6）將剩余固體繼續(xù)加熱，根據(jù)質(zhì)量的減少計算，分析出反應的化學方程式．

解答： 解：（一）猜想與假設：假設一：碳酸鈉與硫酸銅反應生成碳酸銅沉淀和硫酸鈉，方程式為Na₂CO₃+CuSO₄=CuCO₃↓+Na₂SO₄；
故答案為：Na₂CO₃+CuSO₄=CuCO₃↓+Na₂SO₄；
（三）設計與實驗：（1）過濾能除去不溶性雜質(zhì)，將反應后的固、液混合物經(jīng)過濾、洗滌、低溫烘干得藍色固體；
故答案為：過濾；
（2）B中無現(xiàn)象，說明沒有二氧化碳生成，也就說明固體中沒有碳酸銅；C中無現(xiàn)象，說明沒有水生成，也就說明固體中沒有氫氧化銅沉淀，
故答案為：二；一；
（3）檢驗水要放在檢驗二氧化碳之前，否則通過石灰水時會攜帶水蒸氣，水分使C中白色的硫酸銅變?yōu)樗{色，二氧化碳使B中澄清石灰水變渾濁；故答案為：C、B；澄清石灰水變渾濁；白色的硫酸銅變?yōu)樗{色；
（4）AB段的溫度大于60℃，小于100℃；符合氫氧化銅的分解溫度，方程式為：Cu（OH）₂

△   .

CuO+H₂O；
CD段的溫度超過了200℃，符合碳酸銅的分解溫度，方程式為：CuCO₃

△   .

CuO+CO₂↑；
故答案為：Cu（OH）₂

△   .

CuO+H₂O；CuCO₃

△   .

CuO+CO₂↑；
（5）根據(jù)AB段：Cu（OH）₂

△   .

CuO+H₂O
               1mol            18g                                  
               0.2mol          3.6g；
CD段：CuCO₃

△   .

CuO+CO₂↑
       1mol        44g
       0.1mol      4.4g，故a：b=0.2mol：0.1mol=2：1；
故答案為：2：1；
（6）將剩余固體繼續(xù)加熱，氧化銅加熱后質(zhì)量又會減少，應該是氧化銅中的氧元素轉(zhuǎn)化為氧氣，24g氧化銅的氧元素質(zhì)量為：24g×

16

80

=4.8g，大于2.4g，說明氧化銅中的部分氧元素轉(zhuǎn)化為氧氣，方程式：4CuO

△   .

2Cu₂O+O₂↑；
故答案為：剩余固體；4CuO

△   .

2Cu₂O+O₂↑．

點評：本題考查探究物質(zhì)的組成及性質(zhì)，抓住題目的有效信息是解題的關鍵，分析是基礎．