Question

11．在化學(xué)實(shí)驗(yàn)中，901班同學(xué)將飽和硫酸銅溶液逐滴加到5mL飽和氫氧化鈉溶液中，觀察到以下異常實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：

實(shí)驗(yàn)序號(hào)	滴加CuSO4溶液的量	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象
①	第1～6滴	產(chǎn)生藍(lán)色沉淀，但振蕩后沉淀消失，形成亮藍(lán)色溶液
②	第7～9滴	產(chǎn)生藍(lán)色沉淀，且沉淀逐漸增多．振蕩后沉淀不消失，很快沉淀逐漸變成黑色

已知藍(lán)色沉淀是氫氧化銅，寫出生成藍(lán)色沉淀的化學(xué)方程式CuSO₄+2NaOH=Na₂SO₄+Cu（OH）₂↓．
【提出問題】實(shí)驗(yàn)①中藍(lán)色沉淀為什么消失？
【查閱資料】
Ⅰ．氫氧化銅在室溫下溫度，70℃～80℃時(shí)分解生成氧化銅．
Ⅱ．銅酸鈉[Na₂Cu（OH）₄]溶于水，溶液呈亮藍(lán)色．
【猜想與假設(shè)】
Ⅰ．藍(lán)色沉淀消失可能是氫氧化銅發(fā)生分解反應(yīng)．
Ⅱ．藍(lán)色沉淀消失可能是氫氧化銅溶解在氫氧化鈉溶液中，形成亮藍(lán)色溶液．
甲同學(xué)認(rèn)為猜想Ⅰ不成立，理由是氫氧化銅分解生成黑色的氧化銅固體．
乙同學(xué)為驗(yàn)證猜想Ⅱ，進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)．
【進(jìn)行實(shí)驗(yàn)】

試管編號(hào)	實(shí)驗(yàn)操作	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象
1號(hào)	0.5gCu（OH）2固體加入6mL0.6%的NaOH溶液	藍(lán)色固體不消失
2號(hào)	0.5gCu（OH）2固體加入6mL1.0%的NaOH溶液	藍(lán)色固體不消失
3號(hào)	0.5gCu（OH）2固體加入6mL20%的NaOH溶液	藍(lán)色固體減少
4號(hào)	0.5gCu（OH）2固體加入6mL30%的NaOH溶液	藍(lán)色固體消失，得到亮藍(lán)色溶液

【解釋與結(jié)論】
（1）1號(hào)試管中現(xiàn)象為藍(lán)色固體不消失．
（2）上述實(shí)驗(yàn)得出的結(jié)論是氫氧化銅能溶解在高于20%的NaOH中形成亮藍(lán)色溶液．
（3）丙同學(xué)推知飽和硫酸銅溶液與飽和氫氧化鈉溶液的反應(yīng)是放熱反應(yīng)，他依據(jù)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是藍(lán)色沉淀逐漸變?yōu)楹谏��?br />（4）配置好的氫氧化鈉溶液要密封保存的原因是易與二氧化碳反應(yīng)而變質(zhì)．
[拓展與反思]注意：若答對(duì)第（5）（6）（7）小題獎(jiǎng)勵(lì)4分，化學(xué)試卷總分不超過60分
902班同學(xué)用901班同樣藥品做實(shí)驗(yàn)，只是將飽和氫氧化鈉溶液逐滴加到5mL飽和硫酸銅溶液中，首先看到的是淺綠色沉淀，之后有藍(lán)色沉淀生成，與901班的沉淀顏色差別較大，于是查閱資料得知，NaOH溶液和CuSO₄溶液反應(yīng)可生成多種組成的堿式硫酸銅，它們都是淺綠色固體，如Cu₂（OH）₂SO₄、Cu₃（OH）₄SO₄或Cu₄（OH）₆SO₄，回答問題：
（5）當(dāng)NaOH溶液和CuSO₄溶液反應(yīng)時(shí)，只要控制CuSO₄溶液的量一定，NaOH溶液不足（填“過量”或“不足”）時(shí)就能生成淺綠色沉淀．
（6）若堿式硫酸銅Cu₃（OH）₄SO₄可表示為：2Cu（OH）₂•CuSO₄，則Cu₄（OH）₆SO₄還可表示為：3Cu（OH）₂•CuSO₄．
（7）901班、902班實(shí)驗(yàn)告訴我們：
①當(dāng)反應(yīng)物相同，而反應(yīng)物的量不同，產(chǎn)物可能不同．試另舉一個(gè)例子：碳燃燒時(shí)，氧氣足量時(shí)生成二氧化碳，氧氣不足時(shí)生成一氧化碳．
②當(dāng)反應(yīng)物相同，而反應(yīng)條件不同時(shí)，產(chǎn)物也可能不同．如常溫下二氧化碳和水反應(yīng)生成碳酸；在光照作用下，二氧化碳和水在植物的葉子中發(fā)生光合作用生成氧氣．

Answer 1

分析 根據(jù)硫酸銅和氫氧化鈉反應(yīng)產(chǎn)生氫氧化銅藍(lán)色沉淀和硫酸鈉，寫出反應(yīng)的方程式；
【猜想與假設(shè)】根據(jù)實(shí)驗(yàn)①的現(xiàn)象是沉淀消失，形成亮藍(lán)色溶液，而不是產(chǎn)生黑色固體分析；
【解釋與結(jié)論】（1）根據(jù)隨著氫氧化鈉溶液的濃度增大而氫氧化銅不斷溶解進(jìn)行解答；
（2）根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象分析得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論進(jìn)行解答；
（3）根據(jù)現(xiàn)象及資料信息分析能量變化；
（4）根據(jù)氫氧化鈉易與二氧化碳反應(yīng)進(jìn)行分析解答；
（5）5mL氫氧化鈉溶液的體積遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于乙2滴氫氧化鈉溶液的體積；
（6）因?yàn)閴A式硫酸銅可表示為aCu（OH）₂•bCuSO₄，則Cu₄（OH）₆SO₄還可表示為：3Cu（OH）₂•CuSO₄．
（7）①碳燃燒時(shí)，氧氣足量時(shí)生成二氧化碳，氧氣不足時(shí)生成一氧化碳．
②根據(jù)常溫下二氧化碳和水反應(yīng)生成碳酸；在光照作用下，二氧化碳和水在植物的葉子中發(fā)生光合作用生成氧氣，可知當(dāng)反應(yīng)物相同，而反應(yīng)條件不同時(shí)，產(chǎn)物也可能不同．

解答 解：硫酸銅和氫氧化鈉反應(yīng)產(chǎn)生氫氧化銅藍(lán)色沉淀和硫酸鈉，故反應(yīng)的方程式為：CuSO₄+2NaOH=Na₂SO₄+Cu（OH）₂↓；
【猜想與假設(shè)】根據(jù)實(shí)驗(yàn)①的現(xiàn)象是沉淀消失，形成亮藍(lán)色溶液，而不是產(chǎn)生黑色固體，因此猜想Ⅰ認(rèn)為藍(lán)色沉淀消失可能是Cu（OH）₂發(fā)生了分解是錯(cuò)誤的；
【解釋與結(jié)論】（1）隨著氫氧化鈉溶液的濃度增大而氫氧化銅不斷溶解，所以1號(hào)試管中現(xiàn)象為：藍(lán)色固體不消失；
（2）由實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象可知，氫氧化銅能溶解在高于20%的NaOH中形成亮藍(lán)色溶液；
（3）根據(jù)表格1可知隨著氫氧化鈉溶液的滴加，觀察到產(chǎn)生藍(lán)色沉淀，且沉淀逐漸增多．振蕩后沉淀不消失，很快沉淀逐漸變黑色，結(jié)合資料Ⅰ．Cu（OH）₂在室溫下穩(wěn)定，70℃-80℃時(shí)可脫水分解生成CuO，因此說明飽和CuSO₄溶液與飽和NaOH溶液的反應(yīng)是放熱反應(yīng)；
（4）配制好的氫氧化鈉溶液要密封保存，因?yàn)闅溲趸�鈉易與空氣中的二氧化碳反應(yīng)生成碳酸鈉而變質(zhì)．
（5）5mL氫氧化鈉溶液的體積遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于乙2滴氫氧化鈉溶液的體積，因此NaOH溶液不足時(shí)就能生成淺綠色沉淀，此實(shí)驗(yàn)利用的科學(xué)方法是控制變量法．
（6）因?yàn)閴A式硫酸銅可表示為aCu（OH）₂•bCuSO₄，則Cu₄（OH）₆SO₄還可表示為：3Cu（OH）₂•CuSO₄．
（7）①當(dāng)反應(yīng)物的量不同，產(chǎn)物可能不同，例如碳燃燒時(shí)，氧氣足量時(shí)生成二氧化碳，氧氣不足時(shí)生成一氧化碳．
②根據(jù)常溫下二氧化碳和水反應(yīng)生成碳酸；在光照作用下，二氧化碳和水在植物的葉子中發(fā)生光合作用生成氧氣，可知當(dāng)反應(yīng)物相同，而反應(yīng)條件不同時(shí)，產(chǎn)物也可能不同．
故答案為：
CuSO₄+2NaOH=Na₂SO₄+Cu（OH）₂↓；
【猜想與假設(shè)】氫氧化銅分解生成黑色的氧化銅固體；
【解釋與結(jié)論】（1）藍(lán)色固體不消失；
（2）氫氧化銅能溶解在高于20%的NaOH中形成亮藍(lán)色溶液；
（3）藍(lán)色沉淀逐漸變?yōu)楹谏��?br />（4）易與二氧化碳反應(yīng)而變質(zhì)．
（5）不足；
（6）3Cu（OH）₂•CuSO₄．
（7）①碳燃燒時(shí)，氧氣足量時(shí)生成二氧化碳，氧氣不足時(shí)生成一氧化碳．
②反應(yīng)條件．

點(diǎn)評(píng) 本題屬于信息題的考查，解題的依據(jù)是題目的信息結(jié)合已有的相關(guān)知識(shí)進(jìn)行分析，能夠考查學(xué)生的知識(shí)遷移能力．