Question

某研究性學習小組探究在含有鹽酸的Cu²⁺．Ca²⁺的混合溶液中滴加Na₂CO₃溶液時發(fā)生反應的過程．（已知 Ksp{Cu（OH）₂小于Ksp（CuCO₃）}取適量樣品溶液，插入pH傳感器并逐滴滴入Na₂CO₃溶液，測得pH變化曲線如圖所示：

（1）為簡單而精確地控制加入的Na₂CO₃溶液的體積，可將碳酸鈉溶液置于

 

（填儀器名稱）中滴加．
（2）圖中有二個pH增加較快的階段，第一階段（a點前）對應的實驗現(xiàn)象是

 

．
（3）對于a．b之間溶液pH值變化緩慢的本質(zhì)，該小組同學做出了如下推測，請補充推測2和3：
推測1：生成了Cu（OH）₂沉淀，消耗了CO₃^2-；
推測2：

 

；
推測3：

 

；
若推測1符合實際情況，則此情況下反應的離子方程式為

 

；
（4）請設(shè)計實驗驗證檢測推測1，不要寫出詳細的實驗過程，試劑不受限制．

實驗方法、步驟	實驗現(xiàn)象和結(jié)論

Answer 1

考點：難溶電解質(zhì)的溶解平衡及沉淀轉(zhuǎn)化的本質(zhì)

專題：電離平衡與溶液的pH專題

分析：由圖象可知，pH變化緩慢的主要原因應為：生成CuCO₃沉淀，消耗CO₃^2-；碳酸銅沉淀轉(zhuǎn)化為Cu（OH）₂沉淀；生成CaCO₃沉淀消耗CO₃^2-；
（1）碳酸鈉溶液水解呈堿性，且需要知道碳酸鈉的體積變化，故只能利用堿式滴定管量取；
（2）pH=2，溶液中存在大量的氫離子，與碳酸根反應生成二氧化碳氣體；
（3）銅離子與鈣離子均可以與碳酸根反應生成沉淀，據(jù)此分析即可；
（4）依據(jù)氫氧化銅的性質(zhì)回答即可．

解答： 解：（1）精確控制加入Na₂CO₃溶液的體積，應用精確度0.01ml的滴定管，又Na₂CO₃水解呈堿性，故選用堿式滴定管，故答案為：堿式滴定管；
（2）由圖象可知，第一階段pH變化較快的主要原因應為溶液中的氫離子與碳酸鈉反應生成二氧化碳氣體，故答案為：有無色無味的氣體產(chǎn)生；
（3）根據(jù)分析可知，pH變化緩慢的主要原因應為：生成CuCO₃沉淀，消耗CO₃^2-；碳酸銅沉淀轉(zhuǎn)化為Cu（OH）₂沉淀；生成CaCO₃沉淀消耗CO₃^2-，若生成氫氧化銅沉淀，那么即銅離子與碳酸根雙水解生成氫氧化銅和二氧化碳，離子反應方程式為：CO₃^2-+Cu²⁺+H₂O═Cu（OH）₂↓+CO₂↑，
故答案為：生成了CaCO₃沉淀，消耗了CO₃^2-；既生成了CaCO₃沉淀，又生成了Cu（OH）₂沉淀，都消耗了CO₃^2-；CO₃^2-+Cu²⁺+H₂O═Cu（OH）₂↓+CO₂↑；
（4）氫氧化銅加熱分解生成黑色的氧化銅和水，據(jù)此可以驗證，答案如下：

實驗方法、步驟	實驗現(xiàn)象和結(jié)論
取適量洗滌、干燥后的沉淀充分加熱，將產(chǎn)生的氣體依次通過無水硫酸銅、澄清石灰水	若加熱時藍色固體變?yōu)楹谏�，無水硫酸銅由白變藍，澄清石灰水不變渾濁，則推測1成立，否則不成立

點評：本題考查了學生根據(jù)圖象分析反應過程的能力，解題關(guān)鍵還在于熟悉有關(guān)鎂鋁的性質(zhì)．