Question

17．某研究性學(xué)習(xí)小組將一定濃度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．（1）按照甲同學(xué)的觀點(diǎn)，發(fā)生反應(yīng)的離子反應(yīng)方程式為CO₃^2-+Cu²⁺=CuCO₃↓；
（2）在探究沉淀成分前，須將沉淀從溶液中通過(guò)過(guò)濾、洗滌、干燥等步驟分離并凈化．
Ⅱ．請(qǐng)用如圖1所示裝置，選擇必要的試劑，定性探究生成物的成分是何種成分．

（3）B中試劑為無(wú)水硫酸銅固體．
（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CuCO₃和Cu（OH）₂兩者都有，還可利用如圖2裝置通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)定其組成．
（5）各裝置連接順序?yàn)?nbsp;e→f→a→b→d→c→g→h→j．（填字母序號(hào)）
（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(kāi)始和結(jié)束時(shí)都要通入足量的空氣，請(qǐng)說(shuō)明結(jié)束時(shí)通入足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，則樣品中CuCO₃的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1-$\frac{49n}{9m}$．

Answer 1

分析 Ⅰ．（1）沉淀是CuCO₃說(shuō)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；
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(wú)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(shuō)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(lái)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(lái)回答．

解答 解：Ⅰ．（1）沉淀是CuCO₃說(shuō)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↓，
故答案為：CO₃^2-+Cu²⁺=CuCO₃↓；
Ⅱ．（3）裝置B檢驗(yàn)是否有水生成，可用無(wú)水硫酸銅固體檢驗(yàn)，若無(wú)水硫酸銅變藍(lán)色說(shuō)明有水生成，驗(yàn)證沉淀中有氫氧化銅生成，否則沉淀中無(wú)氫氧化銅，
故答案為：無(wú)水硫酸銅固體；
（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(shuō)明生成二氧化碳，即說(shuō)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(lái)干擾試驗(yàn)結(jié)果，可以用濃硫酸來(lái)吸收水，用堿石灰來(lái)吸收二氧化碳，根據(jù)濃硫酸和堿石灰的增重量來(lái)確定生成水和二氧化碳的量，所以實(shí)驗(yàn)裝置的連接順序?yàn)閑→f→a→b→d→c→g→h→j，
故答案為：a→b→d→c→g→h；
（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(kāi)始時(shí)和實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)都要通入過(guò)量且處理過(guò)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）g，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：$\frac{（1-\frac{49n}{9}\\;）g}{mg}$=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(cè)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(wèn)題、解決問(wèn)題的能力．