Question

【題目】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．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_______________________；

在探究沉淀成分前，須將沉淀從溶液中分離并凈化。其具體操作依次為____________________。

Ⅱ．請用下圖所示裝置，選擇必要的試劑，定性探究生成物的成分。

（1）各裝置連接順序?yàn)?/span>__________________________。

（2）能證明生成物中有CuCO3的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是__________________。

Ⅲ．若CuCO3和Cu(OH)2兩者都有，可利用下列裝置通過實(shí)驗(yàn)測定其組成。

（1）裝置C中堿石灰的作用是__________________，實(shí)驗(yàn)開始和結(jié)束時(shí)都要通入過量的空氣，請說明結(jié)束時(shí)通入過量空氣的作用是____________________________

（2）若沉淀樣品的質(zhì)量為m克，裝置B質(zhì)量增加了n克，則沉淀中CuCO3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為___________。

Answer 1

【答案】CO32－+Cu2+=CuCO3↓ 過濾、洗滌、干燥 A→C→B 裝置B中澄清石灰水變渾濁 吸收空氣中的H2O (g)和CO2 結(jié)束時(shí)通入的空氣可以將裝置中滯留的H2O (g)和CO2趕出 1－

【解析】

Ⅰ、沉淀是CuCO3說明Na2CO3溶液與CuSO4溶液發(fā)生復(fù)分解反應(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；

將沉淀從溶液中分離并凈化，用過濾的方法；

Ⅱ、（1）加熱時(shí)氫氧化銅分解成CuO和水，碳酸銅分解成氧化銅和二氧化碳；若有氫氧化銅可用無水硫酸銅檢驗(yàn)；若有碳酸銅可用澄清的石灰水檢驗(yàn)產(chǎn)生的二氧化碳，澄清石灰水變渾濁說明含有CuCO3；由于澄清石灰水會帶出H2O（g），所以先檢驗(yàn)H2O后檢驗(yàn)CO2。

（2）由上述分析能證明生成物中有CuCO3的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是裝置B中澄清石灰水變渾濁。

Ⅲ、（1）實(shí)驗(yàn)開始時(shí)裝置的空氣中含有水蒸氣和二氧化碳，若不排除被吸收裝置吸收會對計(jì)算結(jié)果產(chǎn)生較大的誤差，故開始時(shí)先用除去H2O（g）和二氧化碳的空氣將裝置中的空氣排盡；

實(shí)驗(yàn)結(jié)束氫氧化銅和碳酸銅加熱分解后會在反應(yīng)裝置中殘留二氧化碳和H2O（g），通過用除去H2O（g）和二氧化碳的空氣將裝置中的H2O（g）和二氧化碳趕出被吸收裝置完全吸收；

（2）裝置B質(zhì)量增加了n克，說明分解生成ng水，根據(jù)水的質(zhì)量計(jì)算沉淀中氫氧化銅的質(zhì)量，沉淀質(zhì)量減去氫氧化銅的質(zhì)量等于碳酸銅的質(zhì)量，再利用質(zhì)量分?jǐn)?shù)的定義計(jì)算。

Ⅰ、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)的離子方程式為CO32－+Cu2＋=CuCO3↓；將沉淀從溶液中分離并凈化，用過濾的方法，其具體操作依次為過濾、洗滌、干燥；

Ⅱ、（1）加熱時(shí)氫氧化銅分解成CuO和水，碳酸銅分解成氧化銅和二氧化碳；若有氫氧化銅可用無水硫酸銅檢驗(yàn)；若有碳酸銅可用澄清的石灰水檢驗(yàn)產(chǎn)生的二氧化碳，澄清石灰水變渾濁說明含有CuCO3；由于澄清石灰水會帶出H2O（g），所以先檢驗(yàn)H2O后檢驗(yàn)CO2。A加熱固體，C用無水硫酸銅檢驗(yàn)有無水生成，B用澄清的石灰水檢驗(yàn)有無二氧化碳產(chǎn)生，各裝置連接順序?yàn)?/span>A→C→B ；

（2）由上述分析能證明生成物中有CuCO3的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是裝置B中澄清石灰水變渾濁。

Ⅲ、若CuCO3和Cu（OH）2兩種沉淀都有，加熱時(shí)生成CO2和H2O，定量檢驗(yàn)時(shí)，可用濃硫酸吸收水，用堿石灰吸收二氧化碳，實(shí)驗(yàn)時(shí)，為減小誤差，應(yīng)排除空氣中H2O（g）和二氧化碳的干擾，并保證H2O（g）和二氧化碳被完全吸收，則實(shí)驗(yàn)儀器的連接順序應(yīng)為CABDE。

（1）實(shí)驗(yàn)開始時(shí)裝置的空氣中含有水蒸氣和二氧化碳，若不排除被吸收裝置吸收會對計(jì)算結(jié)果產(chǎn)生較大的誤差，故開始時(shí)先用除去H2O（g）和二氧化碳的空氣將裝置中的H2O（g）和二氧化碳排盡；實(shí)驗(yàn)結(jié)束氫氧化銅和碳酸銅加熱分解后會在反應(yīng)裝置中殘留二氧化碳和H2O（g），通過用除去H2O（g）和二氧化碳的空氣將裝置中的H2O（g）和二氧化碳趕出被吸收裝置完全吸收；故裝置C中堿石灰的作用是吸收空氣中的H2O（g）和CO2；

實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)通入過量空氣的作用是：通過用除去H2O（g）和二氧化碳的空氣將裝置中滯留的H2O（g）和二氧化碳趕出被吸收裝置完全吸收。

（2）裝置B質(zhì)量增加了ng，說明分解生成ng水，水的物質(zhì)的量為mol，根據(jù)氫元素守恒可知?dú)溲趸�銅的物質(zhì)的量為mol，故氫氧化銅的質(zhì)量為mol×98g·mol－1=g，沉淀中CuCO3的質(zhì)量為（m－）g，碳酸銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為=(m－)÷m×100%=（1-）×100%。