Question

【題目】(15分)某學(xué)生研究小組欲探究CuSO4溶液與Na2CO3溶液混合產(chǎn)生的藍(lán)綠色沉淀組成，小組進(jìn)行下列實(shí)驗(yàn)探究。

【提出假設(shè)】

假設(shè)1：沉淀為Cu(OH)2；假設(shè)2：所得沉淀為_____________；

假設(shè)3：所得沉淀為堿式碳酸銅[化學(xué)式可表示為nCu(OH)2·mCuCO3]。

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

【物質(zhì)成分探究】

步驟1：將所得懸濁液過濾，用蒸餾水洗滌，再用無水乙醇洗滌；

步驟2：甲同學(xué)取一定量所得固體，用氣密性良好的如圖裝置（夾持儀器未畫出）進(jìn)行定性實(shí)驗(yàn)。

請回答下列問題：

（1）假設(shè)2中的沉淀是為______________。

（2）假設(shè)1中沉淀為Cu(OH)2的理論依據(jù)是_________________。

（3）無水乙醇洗滌的目的__________________。

（4）若反應(yīng)后A中藍(lán)綠色固體變黑，C中無明顯現(xiàn)象，證明假設(shè)________________（填寫序號）成立。

（5）乙同學(xué)認(rèn)為只要將上圖中B裝置的試劑改用_______________試劑后，便可驗(yàn)證上述所有假設(shè)。

（6）乙同學(xué)更換B試劑后驗(yàn)證假設(shè)3成立的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是___________________。

（7）在假設(shè)3成立的前提下，某同學(xué)考慮用Ba(OH)2代替Ca(OH)2，測定藍(lán)綠色固體的化學(xué)式，若所取藍(lán)綠色固體質(zhì)量為27.1g，實(shí)驗(yàn)結(jié)束后裝置B的質(zhì)量增加2.7g，C中的產(chǎn)生沉淀的質(zhì)量為19.7g。則該藍(lán)綠色固體的化學(xué)式為_________________。

Answer 1

【答案】（1）CuCO3（2分） （2）碳酸根水解，溶液中含有較多的OH—（2分，或者答雙水解，相互促進(jìn)，或者寫出雙水解離子方程式或化學(xué)方程式均可）（3）利用乙醇的易揮發(fā)，帶走洗滌的水（2分）

（4）假設(shè)1（1分）（5）無水CuSO4 (2分)

（6）A中藍(lán)綠色固體變黑色，B中固體變藍(lán)，C中有白色沉淀產(chǎn)生（3分）

（7）2CuCO33Cu(OH)2或3Cu(OH)22CuCO3或Cu5(OH)6(CO3)2（3分）

【解析】

試題分析：（1）CuSO4溶液與Na2CO3溶液混合產(chǎn)生藍(lán)綠色沉淀，可能是反應(yīng)生成了碳酸銅沉淀，或水解相互促進(jìn)生成了氫氧化銅沉淀或是堿式碳酸銅，由假設(shè)1、3知假設(shè)2為CuCO3。

（2）Na2CO3溶液中碳酸根能水解，產(chǎn)生氫氧根離子，所以與CuSO4溶液混合產(chǎn)生的藍(lán)綠色沉淀可能為氫氧化銅。

（3）所得懸濁液過濾，用蒸餾水洗滌，再用無水乙醇洗滌，利用乙醇易揮發(fā)的性質(zhì)帶走固體中殘留的水分。

（4）加熱時，碳酸銅分解生成二氧化碳和黑色氧化銅，二氧化碳能使澄清的石灰水變渾濁，加熱氫氧化銅時生成水蒸氣和黑色氧化銅，若反應(yīng)后A中藍(lán)綠色固體變黑，C中無明顯現(xiàn)象證明一定不含有碳酸銅，現(xiàn)象的產(chǎn)生為氫氧化銅，假設(shè)1正確。

（5）實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證碳酸銅或氫氧化銅是利用受熱分解生成的產(chǎn)物性質(zhì)驗(yàn)證，加熱時，碳酸銅分解生成二氧化碳和黑色氧化銅，加熱氫氧化銅時生成水蒸氣和黑色氧化銅，所以需要驗(yàn)證水的存在和二氧化碳的存在就可以證明產(chǎn)生的物質(zhì)成分，裝置A中加熱是否變化為黑色固體，裝置B選擇無水硫酸銅驗(yàn)證是否生成水，澄清石灰水是否變渾濁證明是否生成二氧化碳，所以要將上圖中B裝置的試劑改用無水CuSO4。

（6）裝置A中加熱是否變化為黑色固體，裝置B選擇無水硫酸銅，是否變藍(lán)色驗(yàn)證是否生成水，裝置C中澄清石灰水是否變渾濁證明是否生成二氧化碳，所以證明假設(shè)3正確的現(xiàn)象為：A中藍(lán)綠色固體變黑色，B中無水CuSO4固體變藍(lán)，C中有白色沉淀產(chǎn)生。

（7）B中吸收的是水，水的物質(zhì)的量為：2.7g÷18g/mol=0.15mol，C中吸收的是二氧化碳生成碳酸鋇白色沉淀，根據(jù)碳原子守恒得二氧化碳的物質(zhì)的量為：19.7g÷197g/mol=0.1mol，氧化銅的物質(zhì)的量為(27.1g-2.7g-0.1mol×44g/mol)÷80g/mol=0.25mol，則銅離子、氫氧根離子和碳酸根離子的物質(zhì)的量之比=0.25mol：0.3mol：0.1mol=5：6：2，所以其化學(xué)式為2CuCO33Cu(OH)2或3Cu(OH)22CuCO3或Cu5(OH)6(CO3)2。