某校興趣小組中的甲、乙兩位同學(xué)進(jìn)行了制取氫氧化銅的實(shí)驗(yàn).
[實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象]甲同學(xué)得到了藍(lán)色沉淀,乙同學(xué)得到了淺綠色沉淀.
[實(shí)驗(yàn)討論]甲同學(xué)得到的藍(lán)色沉淀一定是氫氧化銅,請寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式為_______.那么乙同學(xué)得到的淺綠色沉淀是什么呢?
[查閱資料]氫氧化鈉與硫酸銅反應(yīng)可能會生成堿式硫酸銅,它是淺綠色、受熱會分解、不溶于水但能溶于酸的物質(zhì),在酸性溶液中可發(fā)生反應(yīng)生成Cu
2+、S0
42-和水.
[拓展探究]甲、乙兩位同學(xué)對堿式硫酸銅產(chǎn)生了興趣,分別進(jìn)行了下列實(shí)驗(yàn).
[實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)]甲同學(xué):證明該淺綠色沉淀中含有硫酸根
(1)將淺綠色的濁液過濾,并把得到的淺綠色沉淀用蒸餾水多次洗滌;
(2)取最后一次洗滌液,加入______溶液,沒有白色沉淀產(chǎn)生,說明沉淀已洗凈;
(3)把綠色沉淀轉(zhuǎn)移到試管中,加入足量的______溶液使沉淀完全溶解,再加入氯化鋇溶液,有大量白色沉淀生成,表示淺綠色沉淀中有S0
42-.
乙同學(xué):探究堿式硫酸銅受熱分解的產(chǎn)物--取適量堿式硫酸銅加入試管中充分進(jìn)行加熱,并把生成的氣體依次通過B、C、D裝置.
現(xiàn)象與結(jié)論:A中殘留有黑色固體,取樣加入足量的稀硫酸中,溶液變成______色且無其它明顯現(xiàn)象,說明該黑色固體是CuO;
B中無水硫酸銅變成藍(lán)色,說明生成了______;
C中KMnO
4稀溶液褪色,說明生成了______;
等D中集氣瓶內(nèi)氣體收滿后,正放在桌上,乙同學(xué)用______證明生成了O
2.
[深入探究]確定此次得到的淺綠色沉淀的組成
[查閱資料](1)堿式硫酸銅其有多種可能的組成,如:Cu
2(OH)
2SO
4、Cu
3(OH)
4SO
4或Cu
4(OH)
6SO
4等.
(2)堿式硫酸銅可表示為:aCu(OH)
2?bCuSO
4.已知Cu(OH)
2的分解溫度為66℃∽68℃,生成對應(yīng)的兩種氧化物;而CuSO
4的分解溫度為600℃以上.
[實(shí)驗(yàn)討論]同學(xué)們用熱分析儀對該淺綠色沉淀進(jìn)行熱分解,獲得相關(guān)數(shù)據(jù),繪成固體質(zhì)量變化與分解溫度的關(guān)系如圖.
請根據(jù)圖示回答下列問題:
①0~t
1段內(nèi)固體質(zhì)量不變的原因是______.
②A B、C D段固體質(zhì)量減輕,請寫出導(dǎo)致固體質(zhì)量減輕的生成物的化學(xué)式:
AB段:______;
CD段:______;
③通過計(jì)算可得:該堿式硫酸銅的化學(xué)式是______;
[實(shí)驗(yàn)結(jié)論](1)乙同學(xué)實(shí)驗(yàn)中NaOH溶液與CuSO
4溶液反應(yīng)生成上述堿式硫酸銅的化學(xué)方程式為______.
(2)當(dāng)NaOH溶液與CuSO
4溶液反應(yīng)時,只有控制CuSO
4的量一定,NaOH______(填“過量”或“不足”)時才能生成藍(lán)色沉淀.
(3)當(dāng)反應(yīng)物的量不同,產(chǎn)物可能不同,試另舉一例:______.