Question

某小組同學在制備氫氧化銅時，將20mL 2mol/L的NaOH溶液滴入50mL 1mol/L的CuSO₄溶液中，得到了綠色沉淀．這與“氫氧化銅是藍色沉淀”這一文獻說法不符，為探究該綠色沉淀的成分，他們做了如下實驗進行探究．．
[實驗一]
將20mL 1mol/L的CuSO₄溶液滴入50mL 2mol/L的NaOH溶液中，觀察到生成了藍色沉淀．
[實驗二]
①將綠色沉淀過濾、洗滌、低溫烘干．
②稱取2.58g該綠色沉淀，投入50mL 2mol/L的NaOH溶液中，劇烈振蕩，沉淀變成藍色，過濾、洗滌，并將洗滌液轉(zhuǎn)移到濾液中，低溫烘干稱量得藍色沉淀為1.96g．
③向②的濾液中加入足量氯化鋇溶液，有白色沉淀生成，過濾、洗滌、烘干后稱量為2.33g．
請回答下列問題：
（1）配制220ml 1mol/L的硫酸銅溶液除需用托盤天平、藥匙、燒杯、玻璃棒、量筒、膠頭滴管外，還需要的玻璃儀器是

 

，在實驗中需稱量膽礬

 

克
（2）該組同學做實驗一的目的或作用是

 

（3）實驗二中第①步洗滌沉淀的方法是

 

（4）通過計算，該綠色沉淀的成分可表示為

 

．
（5）寫出實驗二中第②步發(fā)生反應的離子方程式：

 

．

Answer 1

考點：性質(zhì)實驗方案的設(shè)計

專題：實驗設(shè)計題

分析：（1）根據(jù)實驗操作的步驟以及每步操作需要儀器確定反應所需儀器；
（2）根據(jù)實驗意圖：氫氧化鈉和硫酸銅反應得到了綠色沉淀，實驗一可以證明氫氧化銅是藍色的沉淀物質(zhì)；
（3）根據(jù)沉淀洗滌的方法來回答；
（4）根據(jù)實驗現(xiàn)象以及固體質(zhì)量變化結(jié)合差量法和化學反應的元素守恒來確定物質(zhì)的量以及組成；
（5）濾液中加入足量氯化鋇溶液，硫酸根離子會和鋇離子之間反應，有白色沉淀硫酸鋇生成，

解答： 解：（1）實驗室欲配制220mL1.0mol/LNa₂CO₃溶液，需要選用250mL的容量瓶，配制步驟有計算、稱量、溶解、冷卻、移液、洗滌、定容、搖勻等操作，一般用托盤天平稱量，用藥匙取用藥品，在燒杯中溶解，冷卻后轉(zhuǎn)移到500mL容量瓶中，并用玻璃棒引流，當加水至液面距離刻度線1～2cm時，改用膠頭滴管滴加，所以需要的儀器為：托盤天平、藥匙、燒杯、玻璃棒、500mL容量瓶、膠頭滴管，需要膽礬的質(zhì)量為：0.25L×1.0mol/L×250g/mol=62.5g；
故答案為：250ml容量瓶；62.5；
（2）實驗意圖：氫氧化鈉和硫酸銅反應得到了綠色沉淀，實驗一作對照實驗，確認綠色沉淀不是氫氧化銅（或確認綠色沉淀和藍色沉淀不是同一種物質(zhì)），故答案為：作對照實驗，確認綠色沉淀不是氫氧化銅（或確認綠色沉淀和藍色沉淀不是同一種物質(zhì)）；
（3）沉淀的洗滌方法：向漏斗中加水至浸沒沉淀，待水自然流干后，再重復2-3次，
故答案為：向過濾器中加水至剛好浸沒沉淀為止，待水自然流完后，重復操作2～3次．
（4）根據(jù)②稱取2.58g該綠色沉淀，投入50mL 2mol/L的NaOH溶液中，劇烈振蕩，沉淀變成藍色，過濾、洗滌，并將洗滌液轉(zhuǎn)移到濾液中，低溫烘干稱量得藍色沉淀為1.96g，則綠色沉淀的成分含有硫酸銅，③向②的濾液中加入足量氯化鋇溶液，有白色沉淀生成，過濾、洗滌、烘干后稱量為2.33g，即硫酸鋇的質(zhì)量是2.33g，②的濾液中含有硫酸根離子，根據(jù)元素守恒，硫酸根離子的物質(zhì)的量是0.01mol，根據(jù)綠色沉淀的成分含有硫酸銅CuSO₄～2NaOH～SO₄^2-，所以2.58g該綠色沉淀中含有硫酸銅1.6g，剩余的是氫氧化銅的成分，質(zhì)量是2.58g-1.6g=0.98g，即0.01mol，所以綠色沉淀的分子式為：Cu₂（OH）₂SO₄或Cu（OH）₂?CuSO₄，
故答案為：Cu₂（OH）₂SO₄或Cu（OH）₂?CuSO₄；
（5）向②的濾液中加入足量氯化鋇溶液，硫酸根離子會和鋇離子之間反應，有白色沉淀硫酸鋇生成，即Cu（OH）₂?CuSO₄+2OH^-=2Cu（OH）₂+SO₄^2-或?qū)懗蒀u₂（OH）₂SO₄+2OH^-=2Cu（OH）₂+SO₄^2-，故答案為：Cu（OH）₂?CuSO₄+2OH^-=2Cu（OH）₂+SO₄^2-或?qū)懗蒀u₂（OH）₂SO₄+2OH^-=2Cu（OH）₂+SO₄^2-．

點評：本題是一道物質(zhì)成分探究的實驗方案設(shè)計題，考查學生實驗設(shè)計能力以及分析和解決問題能力，綜合性強，難度大．