Question

（12分）某興趣小組的同學(xué)發(fā)現(xiàn)，將CuSO4溶液與Na2CO3溶液混合會(huì)產(chǎn)生藍(lán)綠色沉淀。他們對(duì)沉淀的組成很感興趣，決定采用實(shí)驗(yàn)的方法進(jìn)行探究。

【提出猜想】

猜想1：所得沉淀為 ；

猜想2：所得沉淀為 ；

猜想3：所得沉淀為堿式碳酸銅[化學(xué)式可表示為mCu (OH)2·nCuCO3]。

查閱資料獲知，無論是哪一種沉淀受熱均易分解（假設(shè)均不含結(jié)晶水）。

【實(shí)驗(yàn)探究】

步驟1：將所得懸濁液過濾，先用蒸餾水洗滌，再用無水乙醇洗滌，風(fēng)干。

步驟2：取一定量所得固體，用如下裝置（夾持儀器未畫出）進(jìn)行定性實(shí)驗(yàn)。

能證明猜想1成立的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是 。

【問題討論】

（1）檢查上述虛線框內(nèi)裝置氣密性的實(shí)驗(yàn)操作是：關(guān)閉K， 。

（2）若在上述裝置B中盛放無水CaCl2，C中盛放Ba(OH)2溶液，還可測定所得沉淀的組成。

①C中盛放Ba(OH)2溶液，而不使用澄清石灰水的原因是 。

②若所取藍(lán)綠色固體質(zhì)量為27.1 g，實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，裝置B的質(zhì)量增加2.7 g，C中產(chǎn)生沉淀的質(zhì)量為19.7 g。則該藍(lán)綠色固體的化學(xué)式為 。

Answer 1

Cu(OH)2 CuCO3

B中白色固體變藍(lán)，C中無明顯現(xiàn)象（若猜想1所得沉淀為CuCO3，則實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象為B中無明顯現(xiàn)象，C中產(chǎn)生白色沉淀）。

（1）用酒精燈微熱硬質(zhì)玻璃管，若C中有氣泡逸出，撤去酒精燈冷卻一段時(shí)間后，C中導(dǎo)管內(nèi)形成水柱，則證明裝置的氣密性良好。

（2）①Ba(OH)2溶解度大于Ca(OH)2，充分吸收CO2；BaCO3的摩爾質(zhì)量大于CaCO3，測量誤差小。

②Cu5(OH)6(CO3)2［或2CuCO3·3Cu(OH)2］。

【解析】

試題分析：將CuSO4溶液與Na2CO3溶液混合會(huì)產(chǎn)生藍(lán)綠色沉淀，可能是發(fā)生鹽的水解反應(yīng)形成Cu(OH)2沉淀，也可能是發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)形成CuCO3沉淀；還可能是在物質(zhì)中二者都含有得到是是堿式鹽堿式碳酸銅[化學(xué)式可表示為mCu (OH)2·nCuCO3]；若猜想1成立，Cu(OH)2加熱分解產(chǎn)生CuO和水，在B中白色CuSO4結(jié)合水形成藍(lán)色CuSO4?5H2O而變?yōu)樗{(lán)色；C中澄清的石灰水不變渾濁；若猜想1所得沉淀為CuCO3，則CuCO3受熱分解產(chǎn)生CuO和 CO2，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象為B中無明顯現(xiàn)象，C中澄清石灰水變渾濁產(chǎn)生白色沉淀。（1）檢查上述虛線框內(nèi)裝置氣密性的實(shí)驗(yàn)操作是：關(guān)閉K，用酒精燈微熱硬質(zhì)玻璃管，若C中有氣泡逸出，撤去酒精燈冷卻一段時(shí)間后，C中導(dǎo)管內(nèi)形成一段穩(wěn)定的水柱，則證明裝置的氣密性良好。（2）若在上述裝置B中盛放無水CaCl2，C中盛放Ba(OH)2溶液，還可測定所得沉淀的組成。①C中盛放Ba(OH)2溶液，而不使用澄清石灰水的原因是Ba(OH)2溶解度大于Ca(OH)2，可以充分吸收CO2；BaCO3的摩爾質(zhì)量大于CaCO3，使測量誤差小，結(jié)果會(huì)更準(zhǔn)確。②若所取藍(lán)綠色固體質(zhì)量為27.1 g，實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，裝置B的質(zhì)量增加2.7 g，n(H2O)= 2.7 g ÷18g/mol=0.15mol，n(CO2)= 19.7 g ÷197g/mol=0.10mol，則n(CuCO3)= 0.10mol，n(Cu(OH)2)= 0.15mol，n(CuCO3)：n(Cu(OH)2)=2:3,該藍(lán)綠色固體的化學(xué)式為2CuCO3·3Cu(OH)2,或?qū)憺镃u5(OH)6(CO3)2。

考點(diǎn)：考查化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)與評(píng)價(jià)、反應(yīng)現(xiàn)象的描述、物質(zhì)成分的確定的知識(shí)。