Question

【題目】將過(guò)量的Na2CO3溶液滴入到一定量CuSO4溶液中得到藍(lán)色固體。某研究性學(xué)習(xí)小組對(duì)藍(lán)色固體的成分進(jìn)行了如下探究，通過(guò)查閱資料得知CuCO3在水溶液中不能單獨(dú)存在，請(qǐng)完成下列各題：

（一）猜想與假設(shè)：

猜想一：固體不可能為CuCO3。

猜想二：固體為Cu(OH)2，理由：Na2CO3溶液呈_____（填“酸”或“堿”）性。

猜想三：固體為Cu(OH)2和CuCO3的混合物。

（二）資料查閱：

①Cu(OH)2和CuCO3晶體均不帶結(jié)晶水，無(wú)水CuSO4為白色固體，易吸水變藍(lán)；

②Cu(OH)2CuO+H2O；CuCO3與CaCO3類似，受熱易分解

③銅元素在化合物中的主要價(jià)態(tài)有+1、+2

（三）設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)：

Ⅰ．用下圖所示裝置，定性探究藍(lán)色固體的成分。

該小組同學(xué)將裝置按_____（填字母）的順序組合進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，B中的現(xiàn)象為_____，C中的現(xiàn)象為_____。從而驗(yàn)證出猜想三是正確的。

Ⅱ．固體成分定量測(cè)定：

已知Cu(OH)2的分解溫度為66℃~68℃，CuCO3的分解溫度為200℃~220℃。設(shè)固體的組成為aCu(OH)2bCuCO3。小組同學(xué)用熱分析儀對(duì)固體進(jìn)行熱分解，獲得相關(guān)數(shù)據(jù)，繪成固體質(zhì)量變化與分解溫度的關(guān)系如圖，請(qǐng)根據(jù)圖示回答下列問(wèn)題：

（1）通過(guò)計(jì)算可得：a:b＝_____。

（2）若將12.0g剩余固體繼續(xù)加熱到更高的溫度，發(fā)現(xiàn)固體質(zhì)量減少了1.2g后質(zhì)量不再改變，寫(xiě)出此過(guò)程中可能發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式：_____。

Answer 1

【答案】堿 ACB 清石灰水變渾濁 無(wú)水硫酸銅變藍(lán) 49:31 4CuO 2Cu2O+O2↑

【解析】

（一）猜想與假設(shè)：

猜想二：固體為Cu(OH)2，理由：Na2CO3溶液呈堿性。

故填：堿；

（三）設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)：

Ⅰ．Cu(OH)2CuO+H2O；CuCO3加熱分解產(chǎn)生氧化銅和二氧化碳，與該小組同學(xué)將裝置按ACB的順序組合進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，B中的現(xiàn)象為澄清石灰水變渾濁，C中的現(xiàn)象為無(wú)水硫酸銅變藍(lán)。從而驗(yàn)證出猜想三是正確的。故填：ACB；清石灰水變渾濁；無(wú)水硫酸銅變藍(lán)。

Ⅱ．固體成分定量測(cè)定：

（1）由圖可知Cu(OH)2CuO+H2O生產(chǎn)水的質(zhì)量為16g-14.2g=1.8g，CuCO3加熱分解產(chǎn)生二氧化碳的質(zhì)量為14.2g-12g=2.2g。

設(shè)氫氧化銅的質(zhì)量為a，碳酸銅的質(zhì)量為b，

故a：b=9.8：6.2=49:31.

（2）若將12.0g剩余固體繼續(xù)加熱到更高的溫度，發(fā)現(xiàn)固體質(zhì)量減少了1.2g后質(zhì)量不再改變，說(shuō)明反應(yīng)過(guò)程中氧化銅中的氧元素一部分轉(zhuǎn)化成氧氣，剩余固體中銅元素質(zhì)量為：12.0g××100%=9.6g，
剩余固體中氧元素質(zhì)量為：12.0g-9.6g-1.2g=1.2g，
設(shè)固體的化學(xué)式為CumOn，
根據(jù)題意有：64m：16n=9.6g：1.2g，
m：n=2：1，
因此剩余固體的化學(xué)式是Cu2O，
此過(guò)程中可能發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為：4CuO 2Cu2O+O2↑．