Question

某小組同學(xué)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(xué)認(rèn)為沉淀是CuCO₃；乙同學(xué)認(rèn)為沉淀是CuCO₃和Cu（OH）₂的混合物，他們設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)測定沉淀中CuCO₃的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．
（1）按照甲同學(xué)的觀點(diǎn)，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為

 

（2）兩同學(xué)利用如圖所示裝置進(jìn)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(shí)驗(yàn)過程中有以下操作步驟：
a．關(guān)閉K₁、K₃，打開K₂、K₄，充分反應(yīng)
b．打開K₁、K₄，關(guān)閉K₂、K₃，通入過量空氣
c．打開K₁、K₃，關(guān)閉K₂、K₄，通入過量空氣
正確的順序是（填選項(xiàng)序號(hào)）

 

．
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?jǐn)?shù)為

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：探究物質(zhì)的組成或測量物質(zhì)的含量,銅金屬及其重要化合物的主要性質(zhì)

專題：實(shí)驗(yàn)探究和數(shù)據(jù)處理題

分析：（1）NaHCO₃溶液與CuSO₄溶液生成CuCO₃；
（2）①在研究沉淀物組成前，須將沉淀從溶液中分離并凈化，需要過濾、洗滌、干燥；
②實(shí)驗(yàn)通過測定D裝置質(zhì)量裝置確定二氧化碳的質(zhì)量，進(jìn)而確定沉淀中碳酸銅的質(zhì)量，計(jì)算碳酸銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．裝置E中堿石灰的作用是吸收空氣中的CO₂和水蒸氣，防止空氣中CO₂和水蒸氣進(jìn)入裝置D影響二氧化碳的質(zhì)量測定；
③實(shí)驗(yàn)通過測定D裝置質(zhì)量裝置確定二氧化碳的質(zhì)量，進(jìn)而確定沉淀中碳酸銅的質(zhì)量，計(jì)算碳酸銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．開始裝置內(nèi)含有二氧化碳，應(yīng)向裝置內(nèi)通入除去二氧化碳的空氣，排盡裝置內(nèi)的二氧化碳，故應(yīng)打開K₁、K₃，關(guān)閉K₂、K₄；然后從分液漏斗中加入硫酸，充分反應(yīng)；故應(yīng)關(guān)閉K₁、K₃，打開K₂、K₄；反應(yīng)完畢，容器內(nèi)殘留部分二氧化碳，應(yīng)向裝置內(nèi)通入除去二氧化碳的空氣，排出裝置內(nèi)的二氧化碳使反應(yīng)生成的二氧化碳被裝置D完全吸收；
④裝置D的質(zhì)量增加的ng為反應(yīng)生成的二氧化碳的質(zhì)量，計(jì)算二氧化碳的物質(zhì)的量，根據(jù)碳元素守恒可知n（CuCO₃）=n（CO₂），進(jìn)而計(jì)算沉淀中CuCO₃的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．

解答： 解：（1）NaHCO₃溶液與CuSO₄溶液生成CuCO₃，同時(shí)生成二氧化碳、硫酸鈉和水，則反應(yīng)的離子方程式為：Cu²⁺+2HCO₃=CuCO₃↓+CO₂↑+H₂O，
故答案為：Cu²⁺+2HCO₃=CuCO₃↓+CO₂↑+H₂O；
（2）①在研究沉淀物組成前，須將沉淀從溶液中分離并凈化，需要過濾、洗滌、干燥，故答案為：過濾；
②實(shí)驗(yàn)通過測定D裝置質(zhì)量裝置確定二氧化碳的質(zhì)量，進(jìn)而確定沉淀中碳酸銅的質(zhì)量，計(jì)算碳酸銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．裝置E中堿石灰的作用是吸收空氣中的CO₂和水蒸氣，防止空氣中CO₂和水蒸氣進(jìn)入裝置D影響二氧化碳的質(zhì)量測定，
故答案為：防止空氣中CO₂和水蒸氣進(jìn)入裝置D；
③實(shí)驗(yàn)通過測定D裝置質(zhì)量裝置確定二氧化碳的質(zhì)量，進(jìn)而確定沉淀中碳酸銅的質(zhì)量，計(jì)算碳酸銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．開始裝置內(nèi)含有二氧化碳，應(yīng)向裝置內(nèi)通入除去二氧化碳的空氣，排盡裝置內(nèi)的二氧化碳，故應(yīng)打開K₁、K₃，關(guān)閉K₂、K₄；然后從分液漏斗中加入硫酸，充分反應(yīng)；故應(yīng)關(guān)閉K₁、K₃，打開K₂、K₄；反應(yīng)完畢，容器內(nèi)殘留部分二氧化碳，應(yīng)向裝置內(nèi)通入除去二氧化碳的空氣，排出裝置內(nèi)的二氧化碳使反應(yīng)生成的二氧化碳被裝置D完全吸收，故正確的順序是cab；
故答案為：cab；
④裝置D的質(zhì)量增加的ng為反應(yīng)生成的二氧化碳的質(zhì)量，二氧化碳的物質(zhì)的量=

ng

44g/mol

=

n

44

，根據(jù)碳元素守恒可知n（CuCO₃）=n（CO₂）=

n

44

mol，故碳酸銅的質(zhì)量為

n

44

mol×124g/mol=

31n

11

g，故沉淀中CuCO₃的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為

31n

11m

×100%，
故答案為：

31n

11m

×100%．

點(diǎn)評(píng)：本題考查學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)原理與裝置的理解評(píng)價(jià)、對(duì)實(shí)驗(yàn)操作的理解、物質(zhì)含量的測定、化學(xué)計(jì)算等，難度中等，是對(duì)所學(xué)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)與分析問題、解決問題能力．