Question

【題目】某學(xué)生研究小組欲探究CuSO4溶液與Na2CO3溶液混合產(chǎn)生的藍(lán)綠色沉淀組成，小組進行下列實驗探究。

【提出假設(shè)】

假設(shè)1：沉淀為Cu(OH)2；

假設(shè)2：所得沉淀為_ __；

假設(shè)3：所得沉淀為堿式碳酸銅[化學(xué)式可表示為nCu(OH)2·mCuCO3]。

【查閱資料】無論是哪一種沉淀受熱均易分解(假設(shè)均不含結(jié)晶水)。

【物質(zhì)成分探究】

步驟1：將所得懸濁液過濾，用蒸餾水洗滌，再用無水乙醇洗滌；

步驟2：甲同學(xué)取一定量所得固體，用氣密性良好的如圖裝置(夾持儀器未畫出)進行定性實驗。

請回答下列問題：

(1)假設(shè)2中的沉淀是為 。

(2)假設(shè)1中沉淀為Cu(OH)2的理論依據(jù)是 。

(3)無水乙醇洗滌的目的___ 。

(4)若反應(yīng)后A中藍(lán)綠色固體變黑，C中無明顯現(xiàn)象，證明假設(shè)__________(填寫序號)成立。

(5)乙同學(xué)認(rèn)為只要將上圖中B裝置的試劑改用___________試劑后，便可驗證上述所有假設(shè)。

(6)乙同學(xué)更換B試劑后驗證假設(shè)3成立的實驗現(xiàn)象是_________________。

(7)在假設(shè)3成立的前提下，某同學(xué)考慮用Ba(OH)2代替Ca(OH)2，測定藍(lán)綠色固體的化學(xué)式，若所取藍(lán)綠色固體質(zhì)量為27.1g，實驗結(jié)束后裝置B的質(zhì)量增加2.7g，C中的產(chǎn)生沉淀的質(zhì)量為19.7g。則該藍(lán)綠色固體的化學(xué)式為_________________。

Answer 1

【答案】

(1)CuCO3；

(2)碳酸根水解，溶液中含有較多的OH—，或者答雙水解，相互促進，或者寫出雙水解離子方程式或化學(xué)方程式均可)

(3)利用乙醇的易揮發(fā)，帶走洗滌的水

(4)假設(shè)1(5)無水CuSO4

(6)A中藍(lán)綠色固體變黑色，B中固體變藍(lán)，C中有白色沉淀產(chǎn)生

(7)2CuCO33Cu(OH)2或3Cu(OH)22CuCO3或Cu5(OH)6(CO3)2

【解析】

試題分析：(1)CuSO4溶液與Na2CO3溶液混合產(chǎn)生藍(lán)綠色沉淀，可能是反應(yīng)生成了碳酸銅沉淀，或雙水解生成了氫氧化銅沉淀，或是堿式碳酸銅，假設(shè)1中沉淀為Cu(OH)2，假設(shè)2為CuCO3，故答案為：CuCO3；

(2)Na2CO3溶液中碳酸根能水解，產(chǎn)生氫氧根離子，所以與CuSO4溶液混合產(chǎn)生的藍(lán)綠色沉淀可能為氫氧化銅，故答案為：碳酸根水解，溶液中含有較多的OH-；

(3)所得懸濁液過濾，用蒸餾水洗滌，再用無水乙醇洗滌，可以洗去固體中殘留的水分，通風(fēng)晾干可以讓乙醇完全揮發(fā)，故答案為：利用乙醇的易揮發(fā)，帶走洗滌的水；

(4)加熱時，碳酸銅分解生成二氧化碳和黑色氧化銅，二氧化碳能使澄清的石灰水變渾濁，加熱氫氧化銅時生成水蒸氣和黑色氧化銅，若反應(yīng)后A中藍(lán)綠色固體變黑，C中無明顯現(xiàn)象證明一定不含有碳酸銅，現(xiàn)象的產(chǎn)生為氫氧化銅，假設(shè)1正確，故答案為：假設(shè)1；

(5)實驗驗證碳酸銅或氫氧化銅是利用受熱分解生成的產(chǎn)物性質(zhì)驗證，加熱時，碳酸銅分解生成二氧化碳和黑色氧化銅，加熱氫氧化銅時生成水蒸氣和黑色氧化銅，所以需要驗證水的存在和二氧化碳的存在就可以證明產(chǎn)生的物質(zhì)成分，裝置A中加熱是否變化為黑色固體，裝置B選擇無水硫酸銅驗證是否生成水，澄清石灰水是否變渾濁證明是否生成二氧化碳，所以要將上圖中B裝置的試劑改用無水CuSO4，故答案為：無水CuSO4；

(6)裝置A中加熱是否變化為黑色固體，裝置B選擇無水硫酸銅，是否變藍(lán)色驗證是否生成水，裝置C中澄清石灰水是否變渾濁證明是否生成二氧化碳，所以證明假設(shè)是否正確的現(xiàn)象為：A中藍(lán)綠色固體變黑色，B中無水CuSO4固體變藍(lán)，C中有白色沉淀產(chǎn)生，故答案為：A中藍(lán)綠色固體變黑色，B中無水CuSO4固體變藍(lán)，C中有白色沉淀產(chǎn)生；

(7)B中吸收的是水，水的物質(zhì)的量==0.15mol，

C中吸收的是二氧化碳生成碳酸鋇白色沉淀，

根據(jù)碳原子守恒得二氧化碳的物質(zhì)的量==0.1mol，

氧化銅的物質(zhì)的量==0.25mol，

則銅離子、氫氧根離子和碳酸根離子的物質(zhì)的量之比=0.25mol：0.3mol：0.1mol=5：6：2，所以其化學(xué)式為：2 CuCO33Cu(OH)2 或 3Cu(OH)22 CuCO3 或 Cu5(OH)6(CO3)2，故答案為：2 CuCO33Cu(OH)2 或 3Cu(OH)22 CuCO3 或 Cu5(OH)6(CO3)2。