Question

將過量的Na₂CO₃溶液滴入到一定量CuSO₄溶液中得到藍(lán)色固體．某研究性學(xué)習(xí)小組對藍(lán)色固體的成分進(jìn)行了如下探究．
（一）猜想與假設(shè)：
猜想一：固體為CuCO₃，理由：

 

（用化學(xué)反應(yīng)方程式表示）．
猜想二：固體為Cu（OH）₂，理由：Na₂CO₃溶液呈堿性．
猜想三：固體為Cu（OH）₂和CuCO₃的混合物．
（二）資料查閱：
Cu（OH）₂和CuCO₃晶體均不帶結(jié)晶水，受熱易分解，各生成對應(yīng)的兩種氧化物．
（三）設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)：
Ⅰ．固體的獲�。�
（1）將反應(yīng)后的固、液混合物經(jīng)

 

、洗滌、低溫烘干得藍(lán)色固體．
Ⅱ．用圖1所示裝置，定性探究固體的成分．
（2）若用裝置A、B組合進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，B中無現(xiàn)象，則猜想

 

正確（填“一”、“二”），
若用裝置A、C組合進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，C中無現(xiàn)象，則猜想

 

正確（填“一”、“二”）；
（3）小組同學(xué)將裝置按 A、

 

填“B”、“C”）的順序組合進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證出猜想三是正確的，實(shí)驗(yàn)中：B中的現(xiàn)象為

 

，C中的現(xiàn)象為

 

．
結(jié)論：固體為Cu（OH）₂和CuCO₃的混合物．
Ⅲ．固體成分定量測定：
已知Cu（OH）₂的分解溫度為66℃∽68℃，CuCO₃的分解溫度為200℃∽220℃．設(shè)固體的組成為aCu（OH）₂?bCuCO₃．小組同學(xué)用熱分析儀對固體進(jìn)行熱分解，獲得相關(guān)數(shù)據(jù)，繪成固體質(zhì)量變化與分解溫度的關(guān)系如圖，
請根據(jù)圖2示回答下列問題：
（4）寫出A B、C D段發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式：
AB段：

 

；CD段：

 

；
（5）通過計(jì)算可得：a：b=

 

；
（6）若將24.0g

 

體繼續(xù)加熱到更高的溫度，發(fā)現(xiàn)固體質(zhì)量減少了2.4g后質(zhì)量不再改變，寫出此過程中可能發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式：

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：探究物質(zhì)的組成或測量物質(zhì)的含量

專題：實(shí)驗(yàn)探究和數(shù)據(jù)處理題

分析：（一）猜想與假設(shè)：假設(shè)一：根據(jù)復(fù)分解反應(yīng)的原理分析；
（三）設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)：（1）根據(jù)物質(zhì)的分離方法分析；
（2）根據(jù)氫氧化鈣與二氧化碳反應(yīng)生成碳酸鈣沉淀分析；根據(jù)無水硫酸銅遇水變藍(lán)分析；
（3）檢驗(yàn)水要放在檢驗(yàn)二氧化碳之前；
（4）根據(jù)氫氧化銅和碳酸銅的分解溫度分析；
（5）根據(jù)氫氧化銅和碳酸銅的分解的化學(xué)方程式分析；
（6）將剩余固體繼續(xù)加熱，根據(jù)質(zhì)量的減少計(jì)算，分析出反應(yīng)的化學(xué)方程式．

解答： 解：（一）猜想與假設(shè)：假設(shè)一：碳酸鈉與硫酸銅反應(yīng)生成碳酸銅沉淀和硫酸鈉，方程式為Na₂CO₃+CuSO₄=CuCO₃↓+Na₂SO₄；
故答案為：Na₂CO₃+CuSO₄=CuCO₃↓+Na₂SO₄；
（三）設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)：（1）過濾能除去不溶性雜質(zhì)，將反應(yīng)后的固、液混合物經(jīng)過濾、洗滌、低溫烘干得藍(lán)色固體；
故答案為：過濾；
（2）B中無現(xiàn)象，說明沒有二氧化碳生成，也就說明固體中沒有碳酸銅；C中無現(xiàn)象，說明沒有水生成，也就說明固體中沒有氫氧化銅沉淀，
故答案為：二；一；
（3）檢驗(yàn)水要放在檢驗(yàn)二氧化碳之前，否則通過石灰水時(shí)會攜帶水蒸氣，水分使C中白色的硫酸銅變?yōu)樗{(lán)色，二氧化碳使B中澄清石灰水變渾濁；故答案為：C、B；澄清石灰水變渾濁；白色的硫酸銅變?yōu)樗{(lán)色；
（4）AB段的溫度大于60℃，小于100℃；符合氫氧化銅的分解溫度，方程式為：Cu（OH）₂

△   .

CuO+H₂O；
CD段的溫度超過了200℃，符合碳酸銅的分解溫度，方程式為：CuCO₃

△   .

CuO+CO₂↑；
故答案為：Cu（OH）₂

△   .

CuO+H₂O；CuCO₃

△   .

CuO+CO₂↑；
（5）根據(jù)AB段：Cu（OH）₂

△   .

CuO+H₂O
               1mol            18g                                  
               0.2mol          3.6g；
CD段：CuCO₃

△   .

CuO+CO₂↑
       1mol        44g
       0.1mol      4.4g，故a：b=0.2mol：0.1mol=2：1；
故答案為：2：1；
（6）將剩余固體繼續(xù)加熱，氧化銅加熱后質(zhì)量又會減少，應(yīng)該是氧化銅中的氧元素轉(zhuǎn)化為氧氣，24g氧化銅的氧元素質(zhì)量為：24g×

16

80

=4.8g，大于2.4g，說明氧化銅中的部分氧元素轉(zhuǎn)化為氧氣，方程式：4CuO

△   .

2Cu₂O+O₂↑；
故答案為：剩余固體；4CuO

△   .

2Cu₂O+O₂↑．

點(diǎn)評：本題考查探究物質(zhì)的組成及性質(zhì)，抓住題目的有效信息是解題的關(guān)鍵，分析是基礎(chǔ)．