Question

某小組同學將一定濃度NaHCO₃溶液加入到CuSO₄溶液中發(fā)現(xiàn)生成了沉淀．甲同學認為沉淀是CuCO₃；乙同學認為沉淀是CuCO₃和Cu（OH）₂的混合物，他們設計實驗測定沉淀中CuCO₃的質(zhì)量分數(shù)．
（1）按照甲同學的觀點，發(fā)生反應的離子方程式為

 

；
（2）乙同學認為有Cu（OH）₂生成的理論依據(jù)是

 

（用離子方程式表示）；
（3）兩同學利用如圖所示裝置進行測定

①在研究沉淀物組成前，須將沉淀從溶液中分離并凈化．具體操作依次為

 

、洗滌、干燥；
②裝置E中堿石灰的作用是

 

；
③實驗過程中有以下操作步驟：a．關閉K₁、K₃，打開K₂、K₄，充分反應； b．打開K₁、K₄，關閉K₂、K₃，通入過量空氣；c．打開K₁、K₃，關閉K₂、K₄，通入過量空氣．正確的順序是

 

（填選項序號，下同）；若未進行步驟

 

，將使測量結果偏低；
④若沉淀樣品的質(zhì)量為m g，裝置D的質(zhì)量增加了n g，則沉淀中CuCO₃的質(zhì)量分數(shù)為

 

．

Answer 1

考點：探究物質(zhì)的組成或測量物質(zhì)的含量

專題：

分析：（1）按照甲同學的觀點，HCO₃^-電離生成H⁺和CO₃^2-，CO₃^2-與Cu²⁺反應生成CuCO₃沉淀，H⁺與HCO₃^-反應生成CO₂和H₂O；
（2）乙同學認為有Cu（OH）₂生成的理論依據(jù)NaHCO₃溶液加入到CuSO₄溶液中銅離子交換碳酸氫根離子水解生成的氫氧根離子生成氫氧化銅沉淀，促進水解反應進行；
（3）①將沉淀從溶液中分離并凈化，應進行過濾、洗滌和干燥等操作；
②為準確測定生成CO₂的質(zhì)量，應防止空氣中CO₂和水蒸氣進入裝置；
③為減小實驗誤差，應先通入過量經(jīng)NaOH處理的空氣，排除裝置內(nèi)的二氧化碳氣體，一段時間之后，再進行實驗，最后還要通入過量經(jīng)NaOH處理的空氣，使生成的二氧化碳全部被吸收；
④裝置D的質(zhì)量增加了ng，應為CO₂的質(zhì)量，則m（CuCO₃）=

ng

44g/mol

，以此計算沉淀中CuCO₃的質(zhì)量分數(shù)；

解答： 解：（1）按照甲同學的觀點，HCO₃^-電離生成H⁺和CO₃^2-，CO₃^2-與Cu²⁺反應生成CuCO₃沉淀，H⁺與HCO₃^-反應生成CO₂和H₂O，
反應的方程式為Cu²⁺+2HCO₃^-=CuCO₃↓+CO₂↑+H₂O（或：Cu²⁺+HCO₃^-=CuCO₃↓+H⁺、H⁺+HCO₃^-=CO₂↑+H₂O），
故答案為：Cu²⁺+2HCO₃^-=CuCO₃↓+CO₂↑+H₂O（或：Cu²⁺+HCO₃^-=CuCO₃↓+H⁺、H⁺+HCO₃^-=CO₂↑+H₂O）；
（2）乙同學認為有Cu（OH）₂生成的理論依據(jù)是HCO₃^-+H₂O?H₂CO₃+OH^-、Cu²⁺+2OH^-=Cu（OH）₂↓；
故答案為：HCO₃^-+H₂O?H₂CO₃+OH^-、Cu²⁺+2OH^-=Cu（OH）₂↓；
（3）①將沉淀從溶液中分離并凈化，應進行過濾、洗滌和干燥等操作，故答案為：過濾；
②為準確測定生成CO₂的質(zhì)量，應防止空氣中CO₂和水蒸氣進入裝置，
故答案為：防止空氣中CO₂和水蒸氣進入裝置D；
③為減小實驗誤差，應先通入過量經(jīng)NaOH處理的空氣，排除裝置內(nèi)的二氧化碳氣體，即打開K₁、K₃，關閉K₂、K₄，通入過量空氣，一段時間之后，再關閉K₁、K₃，打開K₂、K₄，充分反應，最后還要通入過量經(jīng)NaOH處理的空氣，使生成的二氧化碳全部被吸收，即打開K₁、K₄，關閉K₂、K₃，通入過量空氣，如若未進行步驟b，將使測量結果偏低，
故答案為：cab； b；
④裝置D的質(zhì)量增加了ng，應為CO₂的質(zhì)量，則m（CuCO₃）=

ng

44g/mol

，則沉淀中CuCO₃的質(zhì)量分數(shù)為

n 44 mol×124g/mol

mg

×100%=

31n

11m

×100%，
故答案為：

31n

11m

×100%；

點評：本題綜合考查物質(zhì)的含量測定，涉及實驗基本操作方法，反應原理探究等知識，題目難度中等，注意從減小實驗誤差的角度分析，掌握實驗基礎和物質(zhì)性質(zhì)是關鍵．