【題目】某興趣小組的同學發(fā)現(xiàn),將CuSO4溶液與K2CO3溶液混合會產(chǎn)生藍綠色沉淀,它們對沉淀的組成和興趣,決定采用實驗大方法進行探究。

(1)【提出猜想】

猜想1:所得沉淀為Cu(OH)2;

猜想2:所得沉淀為______________________;(填化學式)

猜想3:所得沉淀為堿式碳酸銅[化學式可表示為mCu(OH)2·nCuCO3]。

【查閱資料】無論是哪一種沉淀受熱均易分解(假設均不含結(jié)晶水)。

【實驗探究】

步驟1:將所得懸濁液過濾,先用蒸餾水洗滌,再用無水乙醇洗滌,風干;

步驟2:甲同學取一定量固體,用氣密性良好的如下裝置(夾持儀器未畫)進行定性實驗;

(2)若反應后A中藍綠色固體變黑,C中無明顯現(xiàn)象,證明假設________成立。

(3)乙同學認為只要將上圖中B裝置的試劑改用下列某試劑后,便可驗證上述所有假設,該試劑是_______(填代號)。

A.濃硫酸 B.無水CuSO4 C.堿石灰 D.P2O5

(4)乙同學驗證假設3成立的實驗現(xiàn)象是______________。

【定量探究】

(5)乙同學進一步探究假設3中固體的組成:

①乙同學查得一些物質(zhì)在常溫時的數(shù)據(jù)(如下表)后,將C中的澄清石灰水改為Ba(OH)2溶液,其原因是__________(填代號)。

溶解度(S)/p

溶度積(Ksp)

摩爾質(zhì)量(M)/g·mol

Ca(OH)2

Ba(OH)2

CaCO3

BaCO3

CaCO3

BaCO3

0.16

3.89

2.9×10-9

2.6×10-9

100

197

A.Ba(OH)2溶解度大于Ca(OH)2,能充分吸收CO2

B.Ba(OH)2為強堿,Ca(OH)2為弱堿

C.吸收等量CO2生成的BaCO3的質(zhì)量大于CaCO3,測量誤差小

D.相同條件下,CaCO3的溶解度明顯大于BaCO3

②若所取藍綠色固體質(zhì)量為27.1g,實驗結(jié)束后,裝置B的質(zhì)量增加2.7g,C中產(chǎn)生沉淀的質(zhì)量為19.7g。則該藍綠色固體的化學式為__________;A中發(fā)生反應的化學方程式為_____。

【答案】 CuCO3 1 B A中藍綠色固體變黑色,B中無水CuSO4固體變藍,C中有白色沉淀產(chǎn) AC 2CuCO3·3Cu(OH)2、或3Cu(OH)2·2CuCO3Cu5(OH)6(CO3)2 2CuCO3·3Cu(OH)25CuO + 3H2O↑ + 2CO2

【解析】(1)CuSO4溶液與Na2CO3溶液混合產(chǎn)生藍綠色沉淀,氫氧化銅和碳酸銅都是藍色沉淀,可能是反應復分解反應生成了碳酸銅沉淀,或雙水解生成了氫氧化銅沉淀,或堿式碳酸銅,假設1中沉淀為Cu(OH)2 ,假設2CuCO3;(2)加熱氫氧化銅生成水蒸氣和黑色氧化銅,加熱碳酸銅分解生成二氧化碳和黑色氧化銅,二氧化碳能使澄清的石灰水變渾濁,若反應后A中藍綠色固體變黑,C中澄清石灰水不變渾,證明一定不含有碳酸銅,現(xiàn)象的產(chǎn)生為氫氧化銅,假設1正確。(3)加熱氫氧化銅生成水蒸氣和黑色氧化銅,加熱碳酸銅分解生成二氧化碳和黑色氧化銅,二氧化碳能使澄清的石灰水變渾濁,所以需要驗證水的存在和二氧化碳的存在就可以證明產(chǎn)生的物質(zhì)成分,裝置A中加熱是否變化為黑色固體,裝置B選擇無水硫酸銅驗證是否生成水,澄清石灰水是否變渾濁證明是否生成二氧化碳,故選B即可。(4)假設3:所得沉淀為堿式碳酸銅[化學式可表示為 m Cu(OH)2nCuCO3],氫氧化銅、碳酸銅分解,裝置A中加熱都會變化為黑色固體,裝置B選擇無水硫酸銅,根據(jù)是否變藍色驗證是否生成水,根據(jù)裝置C中澄清石灰水是否變渾濁證明是否生成二氧化碳,所以證明假設是否正確的現(xiàn)象為:A中藍綠色固體變黑色說明氫氧化銅、碳酸銅分解,B中無水CuSO4固體變藍說明存在Cu(OH)2 ,C中有白色沉淀產(chǎn)生說明存在CuCO3,即能驗證假設3成立,即A 中藍綠色固體變黑色, B 中無水 CuSO4 固體變藍, C 中有白色沉淀產(chǎn)生。(5)① A、Ba(OH)2 溶解度大于Ca(OH)2,能充分吸收 CO2,A正確;B、氫氧化鈣也為強堿,故B錯誤;C、BaCO3的摩爾質(zhì)量大于CaCO3,測量誤差小,故C正確;D、CaCO3的溶解度和BaCO3溶解度相差不大,故D錯誤。故選AC。②B中吸收水的物質(zhì)的量n=2.7g/18g·mol-1=0.15mol,C中吸收二氧化碳生成碳酸鋇白色沉淀,根據(jù)碳原子守恒二氧化碳的物質(zhì)的量=19.7g/197g·mol-1=0.1mol,氧化銅的物質(zhì)的量=(27.1g-2.7g-0.1mol×44g·mol-1)/80g·mol-1=0.25mol,則銅離子、氫氧根離子和碳酸根離子的物質(zhì)的量之比=0.25mol:0.3mol:0.1mol=5:6:2,所以其化學式為:2CuCO33Cu(OH)2或 3Cu(OH)22CuCO3 或 Cu5(OH)6(CO3)2 ,2CuCO33Cu(OH)2受熱分解生成CuO、二氧化碳和水,其反應的方程為:2CuCO33Cu(OH) 5CuO+3H2O↑+2CO2 。

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:下圖是實驗室制備氯氣并進行一系列相關實驗的裝置(夾持設備已略).

1)裝置B中飽和食鹽水的作用是____________;同時裝置B亦是安全瓶,監(jiān)測實驗進行時C中是否發(fā)生堵塞,請寫出發(fā)生堵塞時B中的現(xiàn)象__________________________。

2)裝置C的實驗目的是驗證氯氣是否具有漂白性,為此CIII、III依次放入__________

a

b

c

d

I

干燥的有色布條

干燥的有色布條

濕潤的有色布條

濕潤的有色布條

II

堿石灰

硅膠

濃硫酸

無水氯化鈣

III

濕潤的有色布條

濕潤的有色布條

干燥的有色布條

干燥的有色布條

II:制備高鐵酸鉀的方法有干法和濕法。

3)干法制備高鐵酸鉀的主要反應為:

2FeSO4+ 6Na2O2= 2Na2FeO4+ 2Na2O + 2Na2SO4+ O2

①該反應中的還原劑是_______,每生成lmolNa2FeO4轉(zhuǎn)移____個電子。

②簡要說明K2FeO4作為水處理劑時所起的作用________________________________,

4)濕法制備高鐵酸鉀(K2FeO4)的反應體系中有六種數(shù)粒:Fe(OH)3、C1O、OH、FeO42-、C1H2O。寫出并配平濕法制高鐵酸鉀的離子反應方程式:____________________________________。

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