Question

11．在一次化學(xué)實(shí)驗(yàn)中，同學(xué)們將飽和硫酸銅溶液逐滴加到5mL飽和氫氧化鈉溶液中，觀察到以下異常實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：

實(shí)驗(yàn)序號(hào)	滴加CuSO4溶液的量	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象
①	第1～6滴	有藍(lán)色沉淀，但振蕩后沉淀消失，形成亮藍(lán)色溶液
②	第7～9滴	產(chǎn)生藍(lán)色沉淀，且沉淀逐漸增多，振蕩后沉淀不消失，很快沉淀逐漸變黑色

在實(shí)驗(yàn)①中同學(xué)們根據(jù)所學(xué)初中化學(xué)知識(shí)判斷藍(lán)色沉淀是氫氧化銅．
實(shí)驗(yàn)①中藍(lán)色沉淀為什么消失？同學(xué)們繼續(xù)進(jìn)行如下探究．
【查閱資料】
Ⅰ．氫氧化銅在溫度70℃-80℃時(shí)可分解生成氧化銅；
Ⅱ．四羥基合銅酸鈉[Na₂Cu（OH）₄]溶于水，溶液呈亮藍(lán)色．
【猜想與討論】小陶認(rèn)為藍(lán)色沉淀消失可能是氫氧化銅發(fā)生了分解．其他同學(xué)一致否定了他的猜測(cè)，理由是如分解則會(huì)生成氧化銅是黑色固體，而藍(lán)色沉淀消失后是形成亮藍(lán)色溶液．
同學(xué)們交流討論后，提出以下兩種猜想．
猜想一：少許氫氧化銅可溶于足量水中．
猜想二：氫氧化銅可在足量氫氧化鈉濃溶液中溶解，溶液呈亮藍(lán)色．
【實(shí)驗(yàn)探究】同學(xué)們用氫氧化銅粉末（其它試劑可任選）設(shè)計(jì)如下實(shí)驗(yàn)．請(qǐng)?zhí)顚懕碇锌崭瘢?br />

實(shí)驗(yàn)序號(hào)	實(shí)驗(yàn)方法與操作	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	結(jié)論
③	將少許Cu（OH）2粉末加到5mL蒸餾水中，充分振蕩	沉淀不溶解，液體仍為無色	猜想一錯(cuò)誤
④	將少許Cu（OH）2粉末加入到足量氫氧化鈉濃溶液中，充分振蕩，固體溶解	溶液呈亮藍(lán)色	猜想二正確

【結(jié)論與反思】
（1）根據(jù)實(shí)驗(yàn)可知飽和硫酸銅溶液與飽和氫氧化鈉溶液的反應(yīng)是放熱反應(yīng)依據(jù)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是藍(lán)色沉淀逐漸變?yōu)楹谏��?br />（2）寫出氫氧化銅受熱分解生成黑色固體的化學(xué)方程式Cu（OH）₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuO+H₂O；
【實(shí)踐與運(yùn)用】將8.0g氫氧化鈉完全溶于水形成溶液，向其中加入一定質(zhì)量的硫酸銅溶液，恰好完全反應(yīng)，所得混合物總質(zhì)量為109.8g．計(jì)算：
（1）反應(yīng)產(chǎn)生沉淀的質(zhì)量．（寫出計(jì)算過程）
（2）反應(yīng)后所得溶液的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)．（寫出計(jì)算過程，結(jié)果精確到0.1%）

Answer 1

分析 根據(jù)硫酸銅和氫氧化鈉反應(yīng)產(chǎn)生氫氧化銅藍(lán)色沉淀和硫酸鈉，寫出反應(yīng)的方程式；
【猜想與討論】根據(jù)實(shí)驗(yàn)①的現(xiàn)象是沉淀消失，形成亮藍(lán)色溶液，而不是產(chǎn)生黑色固體分析；
【實(shí)驗(yàn)探究】③根據(jù)實(shí)驗(yàn)的目的否定猜想一分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象；
④根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖球?yàn)證猜想二成立設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)并描述實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象；
【結(jié)論與反思】（1）根據(jù)現(xiàn)象及資料信息分析能量變化．
（2）根據(jù)給藍(lán)色的氫氧化銅加熱生成物分析解答．
【拓展與運(yùn)用】根據(jù)氫氧化鈉的質(zhì)量利用反應(yīng)的化學(xué)方程式求出生成沉淀的質(zhì)量和硫酸鈉的質(zhì)量．

解答 解：硫酸銅和氫氧化鈉反應(yīng)產(chǎn)生氫氧化銅藍(lán)色沉淀和硫酸鈉，故反應(yīng)的方程式為：CuSO₄+2NaOH=Cu（OH）₂↓+Na₂SO₄；
【猜想與討論】根據(jù)實(shí)驗(yàn)①的現(xiàn)象是沉淀消失，形成亮藍(lán)色溶液，而不是產(chǎn)生黑色固體，因此小陶認(rèn)為藍(lán)色沉淀消失可能是Cu（OH）₂發(fā)生了分解是錯(cuò)誤的；
【實(shí)驗(yàn)探究】③實(shí)驗(yàn)的目的否定猜想一，因此加水沉淀不溶解；
④實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖球?yàn)證猜想二成立，即是氫氧化銅溶于氫氧化鈉溶液產(chǎn)生的亮藍(lán)色的溶液；
故答案為：

實(shí)驗(yàn)序號(hào)	實(shí)驗(yàn)方法與操作	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	結(jié)論
③	將少許Cu（OH）2粉末加到5mL蒸餾水中，充分振蕩	沉淀不溶解，液體仍為無色	猜想一錯(cuò)誤
④	將少許Cu（OH）2粉末加入到足量氫氧化鈉濃溶液中，充分振蕩，固體溶解	溶液呈亮藍(lán)色	猜想二正確

【結(jié)論與反思】
（1）根據(jù)表格1可知隨著氫氧化鈉溶液的滴加，觀察到產(chǎn)生藍(lán)色沉淀，且沉淀逐漸增多．振蕩后沉淀不消失，很快沉淀逐漸變黑色，結(jié)合資料Ⅰ．Cu（OH）₂在室溫下穩(wěn)定，70℃-80℃時(shí)可脫水分解生成CuO，因此說明飽和CuSO₄溶液與飽和NaOH溶液的反應(yīng)是放熱反應(yīng)；
（2）根據(jù)氫氧化銅不穩(wěn)定，在加熱的情況下易分解，生成一種黑色固體和水，則推測(cè)該反應(yīng)產(chǎn)物為氧化銅和水，則其化學(xué)方程式是Cu（OH）₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuO+H₂O
【拓展與運(yùn)用】
設(shè)反應(yīng)產(chǎn)生沉淀的質(zhì)量為x，反應(yīng)后所得溶液的溶質(zhì)質(zhì)量為Y．
2NaOH+CuSO₄═Cu（OH）₂↓+Na₂ SO₄
80              98          142
8g              x            y
$\frac{80}{8g}=\frac{98}{x}=\frac{142}{y}$
 x=9.8g    y=14.2g               
反應(yīng)后所得溶液的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：為：$\frac{14.2g}{109.8g-9.8g}$×100%=14.2%．
答案：
【猜想與討論】如分解則會(huì)生成氧化銅是黑色固體，而藍(lán)色沉淀消失后是形成亮藍(lán)色溶液；
【實(shí)驗(yàn)探究】

實(shí)驗(yàn)序號(hào)	實(shí)驗(yàn)方法與操作	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	結(jié)論
③	將少許Cu（OH）2粉末加到5mL蒸餾水中，充分振蕩	沉淀不溶解，液體仍為無色	猜想一錯(cuò)誤
④	將少許Cu（OH）2粉末加入到足量氫氧化鈉濃溶液中，充分振蕩，固體溶解	溶液呈亮藍(lán)色	猜想二正確

【結(jié)論與反思】（1）藍(lán)色沉淀逐漸變?yōu)楹谏��?nbsp;   （2）Cu（OH）₂ $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuO+H₂O
【拓展與運(yùn)用】
反應(yīng)產(chǎn)生沉淀的質(zhì)量是9.8g．反應(yīng)后所得溶液的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為14.2%．

點(diǎn)評(píng) 本題屬于信息題的考查，解題的依據(jù)是題目的信息結(jié)合已有的相關(guān)知識(shí)進(jìn)行分析，能夠考查學(xué)生的知識(shí)遷移能力．