Question

某研究性學(xué)習(xí)小組將一定濃度的Na₂CO₃溶液滴入CuSO₄溶液中得到藍(lán)色沉淀．
甲同學(xué)認(rèn)為沉淀可能是CuCO₃；
乙同學(xué)認(rèn)為沉淀可能是Cu（OH）₂；
丙同學(xué)認(rèn)為沉淀可能是CuCO₃和Cu（OH）₂的混合物（兩者都不含結(jié)晶水）．
Ⅰ．按照乙同學(xué)的觀點(diǎn)，你認(rèn)為其原理是______（用離子方程式表示）．
Ⅱ．將上述產(chǎn)生的藍(lán)色沉淀洗滌、干燥后放入試管中加熱，定性探究生成物的成分．

（1）B裝置中試劑的化學(xué)式是______，C裝置中試劑的名稱是______；
（2）能證明乙同學(xué)觀點(diǎn)正確的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是______．
Ⅲ．研究性學(xué)習(xí)小組的同學(xué)為了測(cè)定一包由CuCO₃和Cu（OH）₂組成的混合物中Cu（OH）₂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，設(shè)計(jì)出下列裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)．

（1）各裝置連接的順序?yàn)開_____；
（2）實(shí)驗(yàn)開始和結(jié)束時(shí)都要通入過量的空氣，結(jié)束時(shí)通入過量空氣的作用是______；
（3）若沉淀樣品的質(zhì)量為m g，裝置D質(zhì)量增加了n g，則其中Cu（OH）₂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為______．
（4）利用上述裝置測(cè)出的Cu（OH）₂質(zhì)量分?jǐn)?shù)偏低，其原因是______．

Answer 1

解：Ⅰ、乙同學(xué)認(rèn)為沉淀可能是Cu（OH）₂，原因是CO₃^2-水解成堿性，Cu²⁺與OH^?結(jié)合生成Cu（OH）₂；反應(yīng)的離子方程式為Cu²⁺+CO₃^2-+H₂O=Cu（OH）₂↓+CO₂↑，
故答案為：Cu²⁺+CO₃^2-+H₂O=Cu（OH）₂↓+CO₂↑；
Ⅱ、（1）裝置B檢驗(yàn)是否有水生成，可用無(wú)水硫酸銅檢驗(yàn)，若無(wú)水硫酸銅變藍(lán)色說(shuō)明有水生成，驗(yàn)證沉淀中有氫氧化銅生成，否則沉淀中無(wú)氫氧化銅，
用澄清的石灰水檢驗(yàn)是否產(chǎn)生二氧化碳，裝置C中澄清石灰水變渾濁，說(shuō)明生成二氧化碳，即說(shuō)明含有CuCO₃，
故答案為：CuSO₄；澄清石灰水；
（2）若沉淀是Cu（OH）₂，加熱氫氧化銅得到氧化銅、水，B中無(wú)水硫酸銅變藍(lán)，C澄清石灰水不變渾濁，
故答案為：B中無(wú)水硫酸銅變藍(lán)，C澄清石灰水不變渾濁；
Ⅲ、（1）堿石灰可以吸收水和二氧化碳，空氣中的水以及二氧化碳會(huì)干擾試驗(yàn)結(jié)果應(yīng)該將其在實(shí)驗(yàn)之前排除掉，并在裝置的最后放上堿石灰，防止空氣中的水和二氧化碳來(lái)干擾試驗(yàn)結(jié)果，可以用濃硫酸來(lái)吸收水，用堿石灰來(lái)吸收二氧化碳，根據(jù)濃硫酸和堿石灰的增重量來(lái)確定生成水和二氧化碳的量，故答案為：CABD；
（2）裝置C中堿石灰的作用是：吸收空氣中的H₂O 蒸汽和CO₂，實(shí)驗(yàn)開始時(shí)和實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)都要通入過量且處理過的空氣其作用都是將裝置中滯留的H₂O 蒸汽和CO₂排出，
故答案為：將裝置中滯留的水蒸汽和CO₂排出；
（3）若沉淀樣品的質(zhì)量為m g，裝置D質(zhì)量增加了n g，依據(jù)裝置圖分析可知，D中增加質(zhì)量為二氧化碳的質(zhì)量，依據(jù)原子守恒計(jì)算碳酸鈣質(zhì)量=×124g/mol；
氫氧化銅質(zhì)量=mg-g；
所以氫氧化銅質(zhì)量分?jǐn)?shù)=×100%=，故答案為：；
（4）最后堿石灰吸收二氧化碳的同時(shí)吸收空氣中的二氧化碳和水蒸氣，使碳酸銅質(zhì)量增大，氫氧化銅質(zhì)量分?jǐn)?shù)減小，
故答案為：空氣中的水蒸氣和二氧化碳被裝置D中的堿石灰吸收．
分析：Ⅰ、CO₃^2-水解成堿性，Cu²⁺與OH^?結(jié)合生成Cu（OH）₂；
Ⅱ、（1）利用加熱的方法檢驗(yàn)，氫氧化銅和碳酸銅加熱分解得到氧化銅、水和二氧化碳，若有氫氧化銅可用無(wú)水硫酸銅檢驗(yàn)，若有碳酸銅可用澄清的石灰水檢驗(yàn)產(chǎn)生的二氧化碳，澄清石灰水變渾濁說(shuō)明含有CuCO₃；
（2）若沉淀是Cu（OH）₂，加熱氫氧化銅得到氧化銅、水，B中無(wú)水硫酸銅變藍(lán)，C中澄清石灰水不變渾濁；
Ⅲ、（1）根據(jù)CuCO₃和Cu（OH）₂受熱分解的產(chǎn)物和檢驗(yàn)所產(chǎn)生的現(xiàn)象來(lái)連接裝置；
（2）堿石灰可以吸收水和二氧化碳，空氣中的水以及二氧化碳會(huì)干擾試驗(yàn)結(jié)果應(yīng)該將其排除掉；
（3）裝置D質(zhì)量增加了n克，即生成水的質(zhì)量是ng，根據(jù)原子守恒計(jì)算得到；
（4）上述裝置測(cè)出的Cu（OH）₂質(zhì)量分?jǐn)?shù)偏低，是因?yàn)樽詈髩A石灰吸收二氧化碳的同時(shí)吸收空氣中的二氧化碳和水蒸氣，使碳酸銅質(zhì)量增大，氫氧化銅質(zhì)量分?jǐn)?shù)減小．
點(diǎn)評(píng)：本題考查了物質(zhì)性質(zhì)的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證和組成性質(zhì)探究，物質(zhì)含量的測(cè)定方法和計(jì)算，裝置的選擇原理和作用是解題關(guān)鍵，題目難度中等．