Question

某研究性學(xué)習(xí)小組將一定濃度Na₂CO₃溶液滴入CuSO₄溶液中得到沉淀．
甲同學(xué)認(rèn)為兩者反應(yīng)只生成CuSO₃一種沉淀；
乙同學(xué)認(rèn)為這兩溶液能相互促進(jìn)水解，生成氣體和Cu（OH）₂一種沉淀；
丙同學(xué)認(rèn)為同時(shí)生成CuCO₃和Cu（OH）₂兩種沉淀．（已知：CuCO₃和Cu（OH）₂均不帶結(jié)晶水）
I
（1）寫(xiě)出Na₂CO₃溶液水解的離子方程式

 

；
（2）在探究沉淀物成分前，須將沉淀從溶液中分離并凈化．具體操作為：

 

（填操作名稱(chēng)）、干燥．
Ⅱ．請(qǐng)用如圖所示裝置，選擇必要的試劑，進(jìn)行定性探究生成物的成分．
（1）各裝置連接順序?yàn)?div id="g4exe78" class='quizPutTag' contenteditable='true'> 

→

 

→

 

→

 

．
（2）裝置C中裝有試劑的名稱(chēng)是

 

．
（3）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，可通過(guò)下列裝置的連接，進(jìn)行定量分析來(lái)測(cè)定其組成．

（1）裝置c中堿石灰的作用是

 

．
（2）實(shí)驗(yàn)開(kāi)始時(shí)和實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)都要通人處理過(guò)的過(guò)量空氣，其作用分別是：

 

．
（3）若沉淀樣品的質(zhì)量為m g，裝置B質(zhì)量增加了n g，則沉淀中CuCO₃島的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為

 

×100%．

Answer 1

考點(diǎn)：性質(zhì)實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì),難溶電解質(zhì)的溶解平衡及沉淀轉(zhuǎn)化的本質(zhì)

專(zhuān)題：實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題

分析：Ⅰ、（1）碳酸鈉分步水解；
（2）先將固體與溶液分離，采取過(guò)濾方法，然后洗滌沉淀附著的物質(zhì)，再進(jìn)行干燥，可得較純凈的沉淀；
Ⅱ、利用加熱的方法檢驗(yàn)，氫氧化銅和碳酸銅加熱分解得到氧化銅、水和二氧化碳，若有氫氧化銅可用無(wú)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(shuō)明含有CuCO₃；
Ⅲ、（1）實(shí)驗(yàn)開(kāi)始時(shí)裝置的空氣中會(huì)有水蒸氣和二氧化碳，若不排除被吸收裝置吸收會(huì)對(duì)計(jì)算結(jié)果產(chǎn)生較大的誤差，故開(kāi)始時(shí)先用除去水和二氧化碳的空氣將裝置中的水蒸氣和二氧化碳排除；
（2）實(shí)驗(yàn)前裝置中含有含水蒸汽和CO₂的空氣，所以要先將其排出，實(shí)驗(yàn)時(shí)氫氧化銅和碳酸銅加熱分解后會(huì)在反應(yīng)裝置中殘留二氧化碳和水蒸氣，通過(guò)通入過(guò)量的除去水和二氧化碳的空氣將裝置中的水蒸氣和二氧化碳趕出被吸收裝置完全吸收，防止影響測(cè)定結(jié)果；
（3）裝置B質(zhì)量增加了n克，說(shuō)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．

解答： 解：Ⅰ、（1）碳酸鈉分步水解，水解離子方程式為：CO₃^2-+H₂O?HCO₃^-+OH^-、HCO₃^-+H₂O?H₂CO₃+OH^-；
故答案為：CO₃^2-+H₂O?HCO₃^-+OH^-、HCO₃^-+H₂O?H₂CO₃+OH^-；
（2）先將固體與溶液分離，采取過(guò)濾方法，然后洗滌沉淀附著的物質(zhì)，再進(jìn)行干燥，可得較純凈的沉淀．
故答案為：過(guò)濾、洗滌；
Ⅱ、（1）利用加熱的方法檢驗(yàn)，氫氧化銅和碳酸銅加熱分解得到氧化銅、水和二氧化碳，若有氫氧化銅可用無(wú)水硫酸銅檢驗(yàn)產(chǎn)生的水，若有碳酸銅可用澄清的石灰水檢驗(yàn)產(chǎn)生的二氧化碳，又水一般都先檢驗(yàn)因?yàn)楹竺嬉�通入溶液�?huì)帶出水蒸氣；故答案為：A→C→B；
（2）根據(jù)（1）的分析，裝置C中裝有試劑的名稱(chēng)是無(wú)水硫酸銅，故答案為：無(wú)水硫酸銅；
（3）用澄清的石灰水檢驗(yàn)是否產(chǎn)生二氧化碳，裝置B中澄清石灰水變渾濁，說(shuō)明生成二氧化碳，即說(shuō)明含有CuCO₃．
故答案為：裝置B中澄清石灰水變混濁；
Ⅲ、（1）實(shí)驗(yàn)開(kāi)始時(shí)裝置的空氣中會(huì)有水蒸氣和二氧化碳，若不排除被吸收裝置吸收會(huì)對(duì)計(jì)算結(jié)果產(chǎn)生較大的誤差，故開(kāi)始時(shí)先用除去水和二氧化碳的空氣將裝置中的水蒸氣和二氧化碳排除，故裝置C中堿石灰的作用是吸收空氣中的水蒸汽和CO₂；故答案為：吸收空氣中的水蒸汽和CO₂；
（2）實(shí)驗(yàn)前裝置中含有含水蒸汽和CO₂的空氣，所以要先將其排出，實(shí)驗(yàn)時(shí)氫氧化銅和碳酸銅加熱分解后會(huì)在反應(yīng)裝置中殘留二氧化碳和水蒸氣，通過(guò)通入過(guò)量的除去水和二氧化碳的空氣將裝置中的水蒸氣和二氧化碳趕出被吸收裝置完全吸收，防止影響測(cè)定結(jié)果．
故答案為：實(shí)驗(yàn)前是為了將裝置中原有含水蒸汽和CO₂的空氣排出；實(shí)驗(yàn)后是為了將裝置中滯留的水蒸汽和CO₂參加反應(yīng)；
（3）裝置B質(zhì)量增加了n克，說(shuō)明分解生成ng水，水的物質(zhì)的量為

n

18

mol，根據(jù)氫元素守恒可知?dú)溲趸�銅的物質(zhì)的量為

n

18

mol，故氫氧化銅的質(zhì)量為

n

18

mol×98g/mol=

49n

9

g，沉淀中CuCO₃的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為

m- 49n 9

m

×100%=（1-

49n

9m

）×100%．
故答案為：（1-

49n

9m

）×100%．

點(diǎn)評(píng)：考查對(duì)實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)與裝置的理解、實(shí)驗(yàn)基本操作、化學(xué)計(jì)算等，難度中等，理解實(shí)驗(yàn)原理是 解題的關(guān)鍵，是對(duì)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)與運(yùn)用知識(shí)分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力．