實驗發(fā)現(xiàn):CuSO4溶液與Na2CO3溶液混合產(chǎn)生藍(lán)綠色沉淀.為探究藍(lán)綠色沉淀的組成,某興趣小組進(jìn)行下列實驗.
【提出假設(shè)】
假設(shè)1:沉淀為Cu(OH)2;
假設(shè)2:沉淀為
 
;
假設(shè)3:沉淀為mCuCO3?nCu(OH)2(堿式碳酸銅).
【查閱資料】無論是哪一種沉淀,受熱分解得到的固體產(chǎn)物都是CuO.
【定性探究】
步驟1:將所得懸濁液過濾,用蒸餾水洗滌,再用無水乙醇洗滌,通風(fēng)晾干;
步驟2:甲同學(xué)設(shè)計方案驗證假設(shè)1是否成立,請完成下表(所需儀器、藥品任選):
實驗方案實驗現(xiàn)象與結(jié)論
取少量干燥的藍(lán)綠色固體于試管中,
(1)用無水乙醇洗滌,通風(fēng)晾干的目的是
 

(2)堿性條件下,新制的氫氧化銅懸濁液具有弱氧化性,在一定條件下可被還原為Cu2O,寫出一個實現(xiàn)上述變化的化學(xué)方程式
 

【定量探究】
(3)乙同學(xué)進(jìn)一步探究假設(shè)3中固體的組成:
①取一定量干燥的藍(lán)綠色固體,用氣密性良好的如圖裝置(圖中加熱、夾持儀器等均省略)進(jìn)行定量實驗:

②實驗中停止加熱后通入N2的目的是
 
;B裝置的作用是
 

③若所取藍(lán)綠色沉淀的質(zhì)量為54.2g,實驗結(jié)束后裝置B的質(zhì)量增加5.4g,C中產(chǎn)生沉淀的質(zhì)量為39.4g.則該藍(lán)綠色固體的化學(xué)式為
 
考點(diǎn):性質(zhì)實驗方案的設(shè)計
專題:實驗設(shè)計題
分析:【提出假設(shè)】氫氧化銅和碳酸銅都是藍(lán)色沉淀;
【定性探究】根據(jù)氫氧化銅受熱分解產(chǎn)物是氧化銅和水、無水硫酸銅遇到水變藍(lán)色,碳酸銅受熱分解得到氧化銅和二氧化碳來回答,
(1)用無水乙醇洗滌懸濁液,可以洗去固體中殘留的水分,乙醇具有揮發(fā)性;
(2)堿性條件下,新制的氫氧化銅懸濁液具有弱氧化性,在一定條件下可被醛還原為Cu2O;
(3)②CuCO3、Cu(OH)2受熱分解的產(chǎn)物有水、二氧化碳,用濃硫酸吸收水,用強(qiáng)堿溶液吸收二氧化碳,根據(jù)溶液質(zhì)量增加量可以得到原來物質(zhì)的組成;
③B中吸收的是水,C中吸收的是二氧化碳,根據(jù)質(zhì)量守恒定律測得氧化銅的質(zhì)量,根據(jù)原子守恒確定其化學(xué)式.
解答: 解:【提出假設(shè)】氫氧化銅和碳酸銅都是藍(lán)色沉淀,所以其猜想是:所得沉淀是CuCO3,故答案為:CuCO3
【定性探究】氫氧化銅受熱分解產(chǎn)物是氧化銅和水、無水硫酸銅遇到水變藍(lán),酸銅受熱分解得到氧化銅和二氧化碳,對固體加熱,如果無水硫酸銅變藍(lán),且澄清石灰水不變渾濁,則沉淀是氫氧化銅,故答案為:
實驗方案實驗現(xiàn)象與結(jié)論
取少量干燥的藍(lán)綠色固體于試管中,在管口輕輕塞一團(tuán)包有無水硫酸銅的棉花,加熱;再用導(dǎo)氣管把產(chǎn)生的氣體通入到澄清的石灰水中若無水硫酸銅變藍(lán),且澄清石灰水不變渾濁,則假設(shè)1成立,否則假設(shè)1不成立
(1)所得懸濁液過濾,用蒸餾水洗滌,再用無水乙醇洗滌,可以洗去固體中殘留的水分,通風(fēng)晾干可以讓乙醇完全揮發(fā),故答案為:洗去固體中殘留的水分,并讓乙醇完全揮發(fā);
(2)堿性條件下,新制的氫氧化銅懸濁液具有弱氧化性,在一定條件下可被還原為Cu2O,還原劑可以是醛類,如:CH3CHO+2Cu(OH)2
CH3COOH+Cu2O↓+2H2O,故答案為:CH3CHO+2Cu(OH)2
CH3COOH+Cu2O↓+2H2O;
(3)②CuCO3、Cu(OH)2受熱分解的產(chǎn)物有水、二氧化碳,用濃硫酸吸收水,用強(qiáng)堿溶液吸收二氧化碳,根據(jù)溶液質(zhì)量增加量可以得到原來物質(zhì)的組成,要保證受熱分解得到的產(chǎn)物被洗液充分吸收,實驗中停止加熱后通入N2可以使A中固體分解產(chǎn)生的氣體全部通過B裝置和C裝置,其中B裝置盛放濃硫酸,它的作用是吸收水蒸氣,
故答案為:使A中固體分解產(chǎn)生的氣體全部通過B裝置和C裝置;吸收水蒸氣;
③B中吸收的是水,水的物質(zhì)的量=
5.4g
18g/mol
=0.3mol,C中吸收的是二氧化碳生成碳酸鋇白色沉淀,根據(jù)碳原子守恒得二氧化碳的物質(zhì)的量=
39.4g
197g/mol
=0.2mol,氧化銅的物質(zhì)的量=
54.2g-5.4g-0.2mol×44g/mol
80g/mol
=0.5mol,則銅離子、氫氧根離子和碳酸根離子的物質(zhì)的量之比=0.5mol:0.6mol:0.2mol=5:6:2,所以其化學(xué)式為:Cu5(OH)6(CO32[或2CuCO3?3Cu(OH)2],
故答案為:Cu5(OH)6(CO32[或2CuCO3?3Cu(OH)2].
點(diǎn)評:本題考查了探究物質(zhì)的組成和含量的測定,明確物質(zhì)的性質(zhì)探究實驗的基礎(chǔ),難點(diǎn)是化學(xué)式的確定,難度較大.
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

下列離子方程式正確的是(  )
A、二氧化硅與氫氧化鈉溶液反應(yīng):SiO2+2Na++2OH-=NaSiO3+H2O
B、向Ba(OH)2溶液中逐滴滴入NaHSO4溶液至溶液剛好呈中性:Ba2++OH-+H++SO42-=BaSO4↓+H2O
C、過氧化鈉固體與水反應(yīng):2O22-+2H2O=4OH-+O2
D、向碳酸氫鈉溶液中滴入少量石灰水:2HCO3-+Ca2++2OH-=CaCO3↓+2H2O+CO32-

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

下列有關(guān)離子(或物質(zhì))的檢驗及結(jié)論,正確的是( 。
A、..向某無色溶液中加入BaCl2溶液有白色沉淀出現(xiàn),再加入稀鹽酸,沉淀不消失,則該溶液中一定含有SO
 
2-
4
B、.檢驗Na2CO3固體中是否混有NaHCO3,可向固體滴加稀鹽酸,觀察是否產(chǎn)生氣體
C、.焰色反應(yīng)試驗中,透過藍(lán)色鈷玻璃,可觀察到Na+離子火焰呈黃色
D、用丁達(dá)爾效應(yīng)可鑒別FeCl3溶液和Fe(OH)3膠體

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

甲、乙兩個實驗小組利用KMnO4酸性溶液與H2C2O4溶液反應(yīng)研究影響反應(yīng)速率的因素.
(1)該反應(yīng)的離子方程式為(提示:H2C2O4是弱酸)
 

設(shè)計實驗方案如下(實驗中所用KMnO4溶液均已加入H2SO4):
(2)甲組:通過測定單位時間內(nèi)生成CO2氣體體積的大小來比較化學(xué)反應(yīng)速率的大。 實驗裝置如圖,實驗時分液漏斗中A溶液一次性放下,A、B的成分見下表:
序號T (K)催化劑用量(g)A溶液B溶液
29802mL 0.2mol/L H2C2O4溶液4mL 0.001mol/L KMnO4溶液
29802mL 0.2mol/L H2C2O4溶液4mL 0.01mol/L KMnO4溶液
3230.52mL 0.2mol/L H2C2O4溶液4mL 0.01mol/L KMnO4溶液
2980.52mL 0.2mol/L H2C2O4溶液4mL 0.01mol/L KMnO4溶液
該實驗探究的是
 
對化學(xué)反應(yīng)速率的影響.在反應(yīng)停止之前,相同時間內(nèi)針管中所得CO2的體積由大到小的順序是
 
(用實驗序號填空).
(3)乙組:通過測定KMnO4溶液褪色所需時間的多少來比較化學(xué)反應(yīng)速率的大。
取兩支試管對實驗①和②分別進(jìn)行三次實驗,測得以下實驗數(shù)據(jù)(從混合振蕩均勻開始計時):
實驗序號溶液褪色所需時間t(min)
第一次第二次第三次
677
141113
計算用0.01mol?L-1KMnO4酸性溶液進(jìn)行實驗時KMnO4的平均反應(yīng)速率(假設(shè)混合溶液體積可以直接相加)
 
.若不經(jīng)過計算,直接看表中的褪色時間長短來判斷濃度大小與反應(yīng)速率的關(guān)系是否可行?
 
.若不可行(若認(rèn)為可行則下空不填),請設(shè)計可以通過直接觀察褪色時間長短來判斷的改進(jìn)方法
 

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

如圖是一套檢驗氣體性質(zhì)的實驗裝置示意圖.如圖所示,向裝置中緩慢通入氣體X,若關(guān)閉活塞K,則試管中的品紅試液無變化,而燒杯中的石灰水變渾濁;若打開活塞K,則品紅試液褪色.根據(jù)此現(xiàn)象判斷,氣體X和洗氣瓶內(nèi)液體Y可能是( 。
①X:H2S,Y:濃H2SO4
②X:SO2,Y:飽和NaHCO3溶液
③X:CO2,Y:Na2SO3溶液
④X:Cl2,Y:飽和NaHCO3溶液.
A、③和④B、②和④
C、①和②D、②和③

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

某化學(xué)活動小組設(shè)計如圖所示(部分夾持裝置已略去)實驗裝置,以探究潮濕的Cl2與Na2CO3反應(yīng)得到的固體物質(zhì).

(1)寫出裝置A中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式:
 

(2)寫出試劑Y的名稱:
 

(3)已知:通入一定量的氯氣后,測得D中只有一種常溫下為黃紅色的氣體,其為含氯氧化物.可以確定的是C中含有的氯鹽只有一種,且含有NaHCO3,現(xiàn)對C成分進(jìn)行猜想和探究.
①提出合理假設(shè):
假設(shè)一:存在兩種成分:NaHCO3
 

假設(shè)二:存在三種成分:NaHCO3
 
、
 

②設(shè)計方案,進(jìn)行實驗.請寫出實驗步驟以及預(yù)期現(xiàn)象和結(jié)論(可不填滿).
限選實驗試劑和儀器:蒸餾水、稀硝酸、BaCl2溶液、澄清石灰水、AgNO3溶液、試管、小燒杯.
實驗步驟預(yù)期現(xiàn)象和結(jié)論
步驟1:取C中的少量固體樣品于試管中,滴加足量蒸餾水至固體溶解,然后將所得溶液分別置于A、B試管中.
步驟2:向A試管中滴加
 
①若無明顯現(xiàn)象,證明固體中不含碳酸鈉;
②若溶液變渾濁,證明固體中含有碳酸鈉.
步驟3:向B試管中滴加
 
若溶液變渾濁,結(jié)合步驟2中的①,則假設(shè)
一成立:結(jié)合步驟2中的②,則假設(shè)二成立.
(4)己知C中有0.1mol Cl2參加反應(yīng).若假設(shè)一成立,可推知C中反應(yīng)的化學(xué)方程式為
 

(5)常溫下Na2CO3和NaHCO3均為0.1mol/L的混合溶液中,c(OH-)-c(H+)=
 
 (用只含碳元素的粒子濃度表示).

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

信息時代產(chǎn)生的大量電子垃圾對環(huán)境造成了極大的威脅.某“變廢為寶”學(xué)生探究小組將一批廢棄的線路板簡單處理后,得到含70%Cu、25%Al、4%Fe及少量Au、Pt等金屬的混合物,并設(shè)計出如下制備硫酸銅晶體的路線:

回答下列問題:
(1)第①步Cu與酸反應(yīng)的離子方程式為
 
;得到濾渣1的主要成分為
 

(2)第②步加入H2O2的作用是
 
,使用H2O2的優(yōu)點(diǎn)是
 
;調(diào)節(jié)pH的目的是使
 
生成沉淀.
(3)由濾渣2制取Al2(SO43?18H2O,探究小組設(shè)計了三種方案:

上述三種方案中,
 
方案不可行,原因是
 
;
(4)探究小組用滴定法測定CuSO4?5H2O(Mr=250)含量.取a g 試樣配成100mL溶液,每次取20.00mL,消除干擾離子后,用c mol/L EDTA(H2Y2-)標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至終點(diǎn),平均消耗EDTA溶液b mL.滴定反應(yīng)如下:Cu2++H2Y2-=CuY2-+2H+寫出計算CuSO4?5H2O質(zhì)量分?jǐn)?shù)的表達(dá)式ω=
 

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

觀察如圖中的有關(guān)操作和現(xiàn)象,判斷下列敘述正確的是( 。
A、集氣瓶中的氣體可能是CO2
B、集氣瓶中的氣體可能是空氣
C、集氣瓶中的氣體一定是O2
D、集氣瓶中的氣體一定是N2

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

Na2SO4和Na2CO3的混合溶液中加入過量的BaCl2溶液,得到14.51g白色沉淀,向白色沉淀中再加入過量的稀HCl,充分反應(yīng)后,沉淀減少到4.66g,并有氣體產(chǎn)生.
(1)寫出有關(guān)化學(xué)反應(yīng)方程式.
(2)原混合物溶液中Na2SO4和Na2CO3的物質(zhì)的量各是多少?
(3)產(chǎn)生的氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積是多少升?

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同步練習(xí)冊答案