Question

【題目】某小組同學(xué)將一定濃度NaHCO3溶液加入到CuSO4溶液中發(fā)現(xiàn)生成了沉淀。甲同學(xué)認(rèn)為沉淀是CuCO3;乙同學(xué)認(rèn)為沉淀是CuCO3和Cu(OH)2的混合物,他們?cè)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)測(cè)定沉淀中CuCO3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。

(1)按照甲同學(xué)的觀點(diǎn),發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為_____________________。

(2)兩同學(xué)利用下圖所示裝置進(jìn)行測(cè)定:

①在研究沉淀物組成前,須將沉淀從溶液中分離并凈化。具體操作依次為過濾、洗滌、干燥。

②裝置E中堿石灰的作用是__________________。

③實(shí)驗(yàn)過程中有以下操作步驟:

a.關(guān)閉K1、K3,打開K2、K4,充分反應(yīng)

b.打開K1、K4,關(guān)閉K2、K3,通入過量空氣

c.打開K1、K3,關(guān)閉K2、K4,通入過量空氣

正確的順序是____(填選項(xiàng)序號(hào),下同)。若未進(jìn)行步驟____,將使測(cè)量結(jié)果偏低。

④若沉淀樣品質(zhì)量為m g,裝置D質(zhì)量增加了n g,則沉淀中CuCO3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為____。

(3)丙同學(xué)認(rèn)為還可以通過測(cè)量CO2的體積并測(cè)量____來測(cè)定沉淀中CuCO3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。

Answer 1

【答案】Cu2++ 2HCO3-＝CuCO3↓+ CO2↑+ H2O防止空氣中CO2和水蒸氣進(jìn)入裝置Dcabb×100%樣品質(zhì)量(或樣品充分灼燒后的質(zhì)量)(其他合理答案也可

【解析】

(1) NaHCO3溶液與CuSO4溶液生成CuCO3,同時(shí)生成二氧化碳、硫酸鈉和水,則反應(yīng)的離子方程式為：Cu2++ 2HCO3-＝CuCO3↓+ CO2↑+ H2O ；綜上所述，本題答案是：Cu2++ 2HCO3-＝CuCO3↓+ CO2↑+ H2O。

(2)②實(shí)驗(yàn)通過測(cè)定D裝置質(zhì)量裝置確定二氧化碳的質(zhì)量，進(jìn)而確定沉淀中碳酸銅的質(zhì)量，計(jì)算碳酸銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)；裝置E中堿石灰的作用是吸收空氣中的CO2和水蒸氣,防止空氣中CO2和水蒸氣進(jìn)入裝置D影響二氧化碳的質(zhì)量測(cè)定；綜上所述，本題答案是：防止空氣中CO2和水蒸氣進(jìn)入裝置D。

(3)實(shí)驗(yàn)通過測(cè)定D裝置質(zhì)量裝置確定二氧化碳的質(zhì)量,進(jìn)而確定沉淀中碳酸銅的質(zhì)量,計(jì)算碳酸銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)；開始裝置內(nèi)含有二氧化碳,應(yīng)向裝置內(nèi)通入除去二氧化碳的空氣,排盡裝置內(nèi)的二氧化碳，故應(yīng)打開K1、K3,關(guān)閉K2、K4，然后從分液漏斗中加入硫酸，充分反應(yīng)；故應(yīng)關(guān)閉K1、K3,打開K2、K4；反應(yīng)完畢，容器內(nèi)殘留部分二氧化碳，應(yīng)向裝置內(nèi)通入除去二氧化碳的空氣，排出裝置內(nèi)的二氧化碳使反應(yīng)生成的二氧化碳被裝置D完全吸收，故正確的順序是cab；若未打開K1、K4,關(guān)閉K2、K3，通入過量空氣（即操作步驟b），把反應(yīng)產(chǎn)生的二氧化碳?xì)怏w全部趕到裝置D中，被完全吸收，造成二氧化碳的量偏小，沉淀中CuCO3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)偏低；因此，本題正確答案是: cab，b。

④裝置D的質(zhì)量增加的ng為反應(yīng)生成的二氧化碳的質(zhì)量,二氧化碳的物質(zhì)的量=n/44mol,根據(jù)碳元素守恒可以知道n(CuCO3)=n(CO2)=n/44mol,故碳酸銅的質(zhì)量為124×n/44=31n/11g，故沉淀中CuCO3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：×100% ；綜上所述，本題答案是：×100% 。
(3) 由CO2的體積可計(jì)算CuCO3的物質(zhì)的量,還必須直接或間接測(cè)得樣品的質(zhì)量；綜上所述，本題答案是：樣品質(zhì)量(或樣品充分灼燒后的質(zhì)量)(其他合理答案也可。