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．（查閱資料知：CuCO₃和Cu（OH）₂均不帶結(jié)晶水）
Ⅰ、按照甲同學(xué)的觀點，發(fā)生反應(yīng)的離子反應(yīng)方程式為

 

，在探究沉淀成分前，須將沉淀從溶液中

 

、低溫干燥，檢驗沉淀洗滌干凈的方法是

 

．
Ⅱ、請用圖1所示裝置，選擇必要的試劑，定性探究生成物的成分．

（1）各裝置連接順序為

 

→

 

→

 

．
（2）能證明生成物中有CuCO₃的實驗現(xiàn)象是

 

．
Ⅲ、若CuCO₃和Cu（OH）₂兩者都有，可利用如圖2所示裝置通過實驗測定其組成．
若沉淀樣品的質(zhì)量為m克，裝置B質(zhì)量增加了n克，則沉淀中Cu（OH）₂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為

 

．

Answer 1

考點：性質(zhì)實驗方案的設(shè)計

專題：實驗設(shè)計題

分析：Ⅰ、沉淀是CuCO₃說明，Na₂CO₃溶液與CuSO₄溶液發(fā)生反應(yīng)生成硫酸鈉與碳酸銅，即碳酸根與銅離子反應(yīng)生成碳酸銅沉淀．
先將固體與溶液分離，采取過濾方法，然后洗滌沉淀附著的物質(zhì)，再進(jìn)行干燥，可得較純凈的沉淀；
Ⅱ、利用加熱的方法檢驗，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水硫酸銅檢驗，若有碳酸銅可用澄清的石灰水檢驗產(chǎn)生的二氧化碳，澄清石灰水變渾濁說明含有CuCO₃；
Ⅲ、裝置B質(zhì)量增加了n克，說明分解生成ng水，根據(jù)水的質(zhì)量計算沉淀中氫氧化銅的質(zhì)量，沉淀質(zhì)量減去氫氧化銅的質(zhì)量等于碳酸銅的質(zhì)量，再利用質(zhì)量分?jǐn)?shù)的定義計算．

解答： 解：Ⅰ、沉淀是CuCO₃說明，Na₂CO₃溶液與CuSO₄溶液發(fā)生反應(yīng)生成硫酸鈉與碳酸銅，即碳酸根與銅離子反應(yīng)生成碳酸銅沉淀，反應(yīng)離子方程式為CO₃^2-+Cu²⁺=CuCO₃↓；
先將固體與溶液分離，采取過濾方法，然后洗滌沉淀附著的物質(zhì)，再進(jìn)行干燥，可得較純凈的沉淀，若沉淀洗滌干凈，則洗滌液中不含有碳酸根離子，檢驗沉淀是否洗滌干凈的方法：取最后一次洗滌液，滴加BaCl₂溶液，無沉淀生成，說明已洗凈．
故答案為：CO₃^2-+Cu²⁺=CuCO₃↓；過濾、洗滌；取最后一次洗滌液，滴加BaCl₂溶液，無沉淀生成，說明已洗凈；
Ⅱ、（1）利用加熱的方法檢驗，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水硫酸銅檢驗，若有碳酸銅可用澄清的石灰水檢驗產(chǎn)生的二氧化碳．
故答案為：A→C→B；
（2）用澄清的石灰水檢驗是否產(chǎn)生二氧化碳，裝置B中澄清石灰水變渾濁，說明生成二氧化碳，即說明含有CuCO₃，故答案為：裝置B中澄清石灰水變混濁；
Ⅲ、裝置B質(zhì)量增加了n克，說明分解生成ng水，水的物質(zhì)的量為

n

18

mol，根據(jù)氫元素守恒可知?dú)溲趸�銅的物質(zhì)的量為

n

18

mol，故氫氧化銅的質(zhì)量為

n

18

mol×98g/mol=

49n

9

g，沉淀中氫氧化銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為

49n 9

m

×100%=

49n

9m

，故答案為：

49n

9m

．

點評：考查對實驗方案設(shè)計與裝置的理解、實驗基本操作、化學(xué)計算等，難度中等，理解實驗原理是 解題的關(guān)鍵，是對知識的綜合運(yùn)用，需要學(xué)生具備扎實的基礎(chǔ)知識與運(yùn)用知識分析問題、解決問題的能力．