Question

（2010?西城區(qū)模擬）某小組同學(xué)將一定濃度Na₂CO₃溶液滴入CuSO₄溶液中發(fā)現(xiàn)生成了藍(lán)色沉淀．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?cè)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)測(cè)定沉淀中CuCO₃的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．
已知：CuCO₃和Cu（OH）₂均為藍(lán)色，難溶于水．
（1）按照甲同學(xué)的觀點(diǎn)，發(fā)生的反應(yīng)屬于4種基本反應(yīng)類型中的

復(fù)分解反應(yīng)

．
（2）乙同學(xué)利用如圖所示裝置進(jìn)行測(cè)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

過濾

、洗滌、干燥；
②裝置E中堿石灰的作用是

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(cè)定

；
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)，下同）

cab

．若未進(jìn)行步驟

b

，將使測(cè)量結(jié)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?jǐn)?shù)為

31n

11m

×100%

．
（3）丙同學(xué)認(rèn)為還可以通過測(cè)量CO₂的體積或測(cè)量

樣品質(zhì)量和樣品充分灼燒后的質(zhì)量

來測(cè)定沉淀中CuCO₃的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．

Answer 1

分析：（1）甲同學(xué)認(rèn)為沉淀是CuCO₃，則發(fā)生反應(yīng)為Na₂CO₃+CuSO₄═CuCO₃↓+Na₂SO₄；
（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(cè)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(cè)定；
 ③實(shí)驗(yàn)通過測(cè)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，否則會(huì)導(dǎo)致二氧化碳測(cè)定的質(zhì)量偏低，測(cè)定碳酸銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)偏低；
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)；
（3）除題中實(shí)驗(yàn)方案外，還可以通過測(cè)量CO₂的體積或測(cè)量樣品質(zhì)量和樣品充分灼燒后的質(zhì)量等方法來測(cè)定沉淀中CuCO₃的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．

解答：解：（1）甲同學(xué)認(rèn)為沉淀是CuCO₃，則發(fā)生反應(yīng)為Na₂CO₃+CuSO₄═CuCO₃↓+Na₂SO₄，該反應(yīng)符合復(fù)分解反應(yīng)，故答案為：復(fù)分解反應(yīng)；
（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(cè)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(cè)定，故答案為：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(cè)定；
③實(shí)驗(yàn)通過測(cè)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；
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，否則會(huì)導(dǎo)致二氧化碳測(cè)定的質(zhì)量偏低，測(cè)定碳酸銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)偏低，
故答案為：cab；b；
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)的量為

ng

44g/mol

=

n

44

mol，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 11 g

mg

×100%=

31n

11m

×100%，
故答案為：

31n

11m

×100%；
（3）除題中實(shí)驗(yàn)方案外，還可以通過測(cè)量CO₂的體積或測(cè)量樣品質(zhì)量和樣品充分灼燒后的質(zhì)量等方法來測(cè)定沉淀中CuCO₃的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，故答案為：樣品質(zhì)量和樣品充分灼燒后的質(zhì)量．

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(cè)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．