Question

16．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過濾、洗滌、干燥等步驟分離并凈化．
Ⅱ．請用如圖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裝置通過實(shí)驗(yàn)測定其組成．
（5）各裝置連接順序?yàn)?nbsp;e→f→a→b→d→c→g→h→j．（填字母序號）
（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)開始和結(jié)束時都要通入足量的空氣，請說明結(jié)束時通入足量空氣的作用是結(jié)束時通入處理過的空氣可以將裝置中滯留的H₂O 蒸汽和CO₂趕出
（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說明，Na₂CO₃溶液與CuSO₄溶液發(fā)生反應(yīng)生成硫酸鈉與碳酸銅，據(jù)此書寫反應(yīng)的離子方程式；
Ⅱ．根據(jù)氫氧化銅加熱分解生成水的性質(zhì)選擇檢驗(yàn)試劑，
（3）裝置B檢驗(yàn)是否有水生成，可用無水硫酸銅固體檢驗(yàn)；
（4）用澄清的石灰水檢驗(yàn)是否產(chǎn)生二氧化碳；
Ⅲ．（5）若CuCO₃和Cu（OH）₂兩種沉淀都有，加熱時生成CO₂和H₂O，定量檢驗(yàn)時，可用濃硫酸吸收水，用堿石灰吸收二氧化碳，實(shí)驗(yàn)時，為減小誤差，應(yīng)排除空氣中水和二氧化碳的干擾，并保證水和二氧化碳完全吸收；
（6）若CuCO₃和Cu（OH）₂兩種沉淀都有，加熱時生成CO₂和H₂O，定量檢驗(yàn)時，可用濃硫酸吸收水，用堿石灰吸收二氧化碳，實(shí)驗(yàn)時，為減小誤差，應(yīng)排除空氣中水和二氧化碳的干擾，并保證水和二氧化碳完全吸收；
（7）根據(jù)質(zhì)量的增加值計(jì)算碳酸銅和氫氧化銅的質(zhì)量，

解答 解：Ⅰ．（1）沉淀是CuCO₃說明，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，可用無水硫酸銅固體檢驗(yàn)，若無水硫酸銅變藍(lán)色說明有水生成，驗(yàn)證沉淀中有氫氧化銅生成，否則沉淀中無氫氧化銅，
故答案為：無水硫酸銅固體；
（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，說明生成二氧化碳，即說明含有CuCO₃，
故答案為：裝置C中澄清石灰水變渾濁；
Ⅲ．（5）若CuCO₃和Cu（OH）₂兩種沉淀都有，加熱時生成CO₂和H₂O，定量檢驗(yàn)時，可用濃硫酸吸收水，用堿石灰吸收二氧化碳，實(shí)驗(yàn)時，為減小誤差，應(yīng)排除空氣中水和二氧化碳的干擾，并保證水和二氧化碳完全吸收，則實(shí)驗(yàn)儀器的連接順序應(yīng)為e→f→a→b→d→c→g→h→j，
故答案為：a→b→d→c→g→h；
（6）為保證樣品加熱分解生成的二氧化碳和水蒸氣完全被吸收，應(yīng)通入空氣，由于空氣中含有二氧化碳和水蒸氣，應(yīng)先通過盛有堿石灰的裝置B，開始時通入處理過的空氣可以將裝置中原有的H₂O 蒸汽和CO₂排出，反應(yīng)結(jié)束后，為防止空氣的中二氧化碳和水蒸氣被吸收，應(yīng)在裝置的后面連接盛有堿石灰的干燥管，
故答案為：吸收空氣中的H₂O 蒸汽和CO₂；結(jié)束時通入處理過的空氣可以將裝置中滯留的H₂O 蒸汽和CO₂趕出；
（7）若沉淀樣品的質(zhì)量為m克，裝置B質(zhì)量增加了n克，應(yīng)為水的質(zhì)量，發(fā)生：Cu（OH）₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuO+H₂O，
Cu（OH）₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuO+H₂O
98g               18g
m（Cu（OH）₂）       ng
m（Cu（OH）₂）=$\frac{98n}{18}$g，
m（CuCO₃）=mg-$\frac{98n}{18}$g，
ω（CuCO₃）=$\frac{mg-\frac{98n}{18}g}{mg}$=1-$\frac{49n}{9m}$，
則沉淀中CuCO₃的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1-$\frac{49n}{9m}$，
故答案為：1-$\frac{49n}{9m}$．

點(diǎn)評 本題考查化學(xué)反應(yīng)機(jī)理的探究，題目難度中等，本題注意根據(jù)物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，實(shí)驗(yàn)時要排除空氣中水和二氧化碳的干擾．