Question

某校化學(xué)興趣小組將一定濃度NaHCO₃溶液加入到CuSO₄溶液中發(fā)現(xiàn)生成了藍(lán)綠色顆粒狀沉淀．他們對(duì)此產(chǎn)生了濃厚的興趣，查閱了相關(guān)資料之后，結(jié)合元素守恒，他們提出了如下三種假設(shè)：
假設(shè)一：沉淀是

 

；         
假設(shè)二：沉淀是Cu（OH）₂
假設(shè)三：沉淀是CuCO₃和Cu（OH）₂的混合物
（1）請(qǐng)寫出有Cu（OH）₂生成的理由

 

 （用離子方程式表示）；
（2）為了探究沉淀的成分，他們?nèi)〕隽艘徊糠殖恋�，滴加稀鹽酸，發(fā)現(xiàn)有氣體放出．憑此現(xiàn)象，他們判斷沉淀中含有

 

；于是，得出假設(shè)

 

不成立．
（3）為了進(jìn)一步探究沉淀的成份，進(jìn)而確定剩余兩種假設(shè)中何種假設(shè)成立，他們?cè)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，裝置圖如下：

①在研究沉淀物組成前，須將沉淀從溶液中分離并凈化．具體操作依次為

 

、洗滌、干燥；
②裝置E中堿石灰的作用是

 

；
③實(shí)驗(yàn)過(guò)程中有以下操作步驟：a．打開K₁、K₃，關(guān)閉K₂、K₄，通入過(guò)量空氣． b．關(guān)閉K₁、K₃，打開K₂、K₄充分反應(yīng) c．打開K₁、K₄，關(guān)閉K₂、K₃，通入過(guò)量空氣．步驟a的作用是

 

；
④已知沉淀樣品的質(zhì)量為m g，裝置D的質(zhì)量增加了n g，若沉淀樣品為純凈物，m、n之間的關(guān)系為，若假設(shè)三成立，CuCO₃的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為；若不進(jìn)行步驟C，則會(huì)使測(cè)得結(jié)果

 

（填“偏高”“無(wú)影響”“偏低”）

Answer 1

考點(diǎn)：探究物質(zhì)的組成或測(cè)量物質(zhì)的含量

專題：

分析：根據(jù)邏輯分析，可知假設(shè)一的內(nèi)容．
（1）假設(shè)二沉淀為氫氧化銅的判斷依據(jù)是碳酸氫鈉和硫酸銅在水溶液中發(fā)生雙水解生成分析；
（2）取出了一部分沉淀，滴加稀鹽酸，有氣體放出，證明沉淀中含有碳酸銅；
（3）①將沉淀從溶液中分離并凈化的實(shí)驗(yàn)步驟為過(guò)濾、洗滌、干燥；
②裝置E中裝有堿石灰，防止空氣中的二氧化碳和水蒸氣進(jìn)入裝置D，造成測(cè)定誤差；
③空氣中含有二氧化碳，空氣通過(guò)氫氧化鈉溶液吸收空氣中的二氧化碳，利用除去二氧化碳的空氣，打開K₁、K₃，關(guān)閉K₂、K₄，排除裝置中的含二氧化碳?xì)怏w的空氣，避免測(cè)定誤差的產(chǎn)生；
④若沉淀樣品的質(zhì)量為m g，若沉淀樣品為純凈物，則判斷沉淀為CuCO₃，裝置D的質(zhì)量增加了n g，為二氧化碳?xì)怏w質(zhì)量，依據(jù)碳元素守恒得到mn的關(guān)系；若假設(shè)三正確，依據(jù)生成的二氧化碳物質(zhì)的量減少碳酸銅質(zhì)量，根據(jù)樣品質(zhì)量計(jì)算得到氫氧化銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．

解答： 解：根據(jù)邏輯分析，又假設(shè)二、三，可知假設(shè)一：沉淀是CuCO₃．
（1）假設(shè)2沉淀為氫氧化銅的判斷依據(jù)是碳酸氫鈉和硫酸銅在水溶液中發(fā)生雙水解生成，反應(yīng)的離子方程式為Cu²⁺+2HCO₃^-=Cu （OH）₂↓+2CO₂↑，
故答案為：Cu²⁺+2HCO₃^-=Cu （OH）₂↓+2CO₂↑；
（2）取出了一部分沉淀，滴加稀鹽酸，有氣體放出，依據(jù)沉淀的組成可能是碳酸銅，則假設(shè)二不成立，故答案為：碳酸銅、二；
（3）①分析題干可知，將沉淀從溶液中分離并凈化的實(shí)驗(yàn)步驟為過(guò)濾、洗滌、干燥，故答案為：過(guò)濾；
②裝裝置E中裝有堿石灰，防止空氣中的二氧化碳和水蒸氣進(jìn)入裝置D，造成測(cè)定誤差，故答案為：防止空氣中的水蒸氣和CO₂被D吸收影響CO₂質(zhì)量的測(cè)定；
③空氣中含有二氧化碳，空氣通過(guò)氫氧化鈉溶液吸收空氣中的二氧化碳，利用除去二氧化碳的空氣，打開K₁、K₃，關(guān)閉K₂、K₄，排除裝置中的含二氧化碳?xì)怏w的空氣，避免測(cè)定誤差的產(chǎn)生；
故答案為：排盡裝置中空氣中的CO₂使測(cè)定結(jié)果準(zhǔn)確；
④若沉淀樣品的質(zhì)量為m g，若沉淀樣品為純凈物，則判斷沉淀為CuCO₃，裝置D的質(zhì)量增加了n g，為二氧化碳?xì)怏w質(zhì)量，依據(jù)碳元素守恒得到mg=

n

44

mol×124g/mol，得到mn的關(guān)系為31n=11m；若假設(shè)三正確，依據(jù)生成的二氧化碳物質(zhì)的量減少碳酸銅質(zhì)量，根據(jù)樣品質(zhì)量計(jì)算得到氫氧化銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=

mg- ng 44g/mol ×124g/mol

mg

×100%=

m- 31n 11

m

×100%，若不進(jìn)行步驟C，生成的二氧化碳?xì)怏w中含有水蒸氣，被裝置D吸收后稱量得到二氧化碳質(zhì)量增大，計(jì)算得到碳酸銅質(zhì)量增大，氫氧化銅的質(zhì)量減小，則會(huì)使測(cè)得結(jié)果質(zhì)量分?jǐn)?shù)偏低，
故答案為：31n=11m；

m- 31n 11

m

×100%；偏低．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了實(shí)驗(yàn)探究物質(zhì)組成的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和方案分析判斷，裝置特征分析，物質(zhì)性質(zhì)的分析應(yīng)用是解題關(guān)鍵，實(shí)驗(yàn)基本操作和流程理解是解題關(guān)鍵，題目難度中等．