Question

5．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CuSO₃；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：CuSO₃和Cu（OH）₂均不帶結(jié)晶水，受熱均易分解，各生成對(duì)應(yīng)的兩種氧化物．
Ⅰ．（1）乙同學(xué)的觀點(diǎn)，你認(rèn)為其原理是：CO₃^2-+Cu²⁺+H₂O=Cu（OH）₂↓+CO₂↑
．（用離子方程式表示）
（2）在探究沉淀成分前，須將沉淀從溶液中過濾、洗滌、低溫干燥，檢驗(yàn)沉淀是否洗滌干凈的方法是取最后一次洗滌液，滴加BaCl₂溶液，無沉淀生成，說明已洗凈．
Ⅱ．請(qǐng)用圖16所示裝置，選擇必要的試劑，定性探究生成物的成分．
（3）B裝置中試劑的化學(xué)式是CuSO₄．
（4）能證明生成物中有CuCO₃的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是裝置C中澄清石灰水變渾濁．
Ⅲ．若丙同學(xué)的觀點(diǎn)正確，可利用圖所示裝置通過實(shí)驗(yàn)定量測定其組成．

（5）各裝置的連接順序：C、A、B、D、E（或C、A、B、E、D）．
（6）裝置C中堿石灰的作用是吸收空氣中的H₂O蒸汽和CO₂；，實(shí)驗(yàn)開始和結(jié)束時(shí)都要通入過量的空氣，請(qǐng)說明結(jié)束時(shí)通入過量空氣的作用是將裝置中滯留的H₂O蒸汽和CO₂排出．
（7）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CuCO₃的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1-$\frac{49n}{9m}$．

Answer 1

分析 Ⅰ．（1）CO₃^2-水解成堿性，Cu²⁺與OH^?結(jié)合生成Cu（OH）₂；
（2）沉淀會(huì)附著SO₄^2-離子，取最后一次洗滌液，用BaCl₂溶液檢驗(yàn)是否含有SO₄^2-；
Ⅱ．（3）利用加熱的方法檢驗(yàn)，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(yàn)；
（4）碳酸銅可用澄清的石灰水檢驗(yàn)產(chǎn)生的二氧化碳，澄清石灰水變渾濁說明含有CuCO₃；
Ⅲ．（5）根據(jù)CuCO₃和Cu（OH）₂受熱分解的產(chǎn)物和檢驗(yàn)所產(chǎn)生的現(xiàn)象來連接裝置；
（6）堿石灰可以吸收水和二氧化碳，空氣中的水以及二氧化碳會(huì)干擾試驗(yàn)結(jié)果應(yīng)該將其排除掉；
（7）裝置B質(zhì)量增加了n克，即生成水的質(zhì)量是ng，根據(jù)原子守恒來回答．

解答 解：Ⅰ．（1）乙同學(xué)認(rèn)為沉淀可能是Cu（OH）₂，原因是CO₃^2-水解成堿性，Cu²⁺與OH^?結(jié)合生成Cu（OH）₂，反應(yīng)的離子方程式為：CO₃^2-+Cu²⁺+H₂O=Cu（OH）₂↓+CO₂↑，
故答案為：CO₃^2-+Cu²⁺+H₂O=Cu（OH）₂↓+CO₂↑；
（2）沉淀會(huì)附著SO₄^2-離子，則檢驗(yàn)沉淀是否洗滌干凈的方法是：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：取最后一次洗滌液，滴加BaCl₂溶液，無沉淀生成，說明已洗凈；
Ⅱ．（3）裝置B檢驗(yàn)是否有水生成，可用無水硫酸銅檢驗(yàn)，若無水硫酸銅變藍(lán)色說明有水生成，驗(yàn)證沉淀中有氫氧化銅生成，否則沉淀中無氫氧化銅，
故答案為：CuSO₄；
（4）用澄清的石灰水檢驗(yàn)是否產(chǎn)生二氧化碳，裝置C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C中澄清石灰水變渾濁；
Ⅲ．（5）堿石灰可以吸收水和二氧化碳，空氣中的水以及二氧化碳會(huì)干擾試驗(yàn)結(jié)果應(yīng)該將其在實(shí)驗(yàn)之前排除掉，并在裝置的最后放上堿石灰，防止空氣中的水和二氧化碳來干擾試驗(yàn)結(jié)果，可以用濃硫酸來吸收水，用堿石灰來吸收二氧化碳，根據(jù)濃硫酸和堿石灰的增重量來確定生成水和二氧化碳的量，
故答案為：C、A、B、D、E （或C、A、B、E、D）；
（6）裝置C中堿石灰的作用是：吸收空氣中的H₂O 蒸汽和CO₂，驗(yàn)開始時(shí)和實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)都要通入過量且處理過的空氣其作用都是將裝置中滯留的H₂O 蒸汽和CO₂排出，
故答案為：吸收空氣中的H₂O 蒸汽和CO₂； 將裝置中滯留的H₂O 蒸汽和CO₂排出；
（7）裝置B質(zhì)量增加了n克，即生成水的質(zhì)量是ng，根據(jù)方程式則生成的氫氧化銅的物質(zhì)的質(zhì)量是：$\frac{98n}{18}$g=$\frac{49n}{9}$g，所以碳酸銅的質(zhì)量是（m-$\frac{49n}{9}$）g，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：$\frac{mg-\frac{49n}{9}g}{mg}$=1-$\frac{49n}{9m}$，
故答案為：1-$\frac{49n}{9m}$．

點(diǎn)評(píng) 本題考查實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)與裝置的理解評(píng)價(jià)、物質(zhì)組成與含量的測定、實(shí)驗(yàn)基本操作，難度中等，理解實(shí)驗(yàn)原理是解題的關(guān)鍵，是對(duì)知識(shí)的綜合運(yùn)用，需要學(xué)生具備扎實(shí)的基礎(chǔ)知識(shí)與運(yùn)用知識(shí)分析問題、解決問題的能力．