Question

【題目】某研究性學習小組將一定濃度Na2CO3溶液滴入CuSO4溶液中得到藍色沉淀。

甲同學認為沉淀可能是CuCO3；乙同學認為沉淀可能是Cu(OH)2；丙同學認為沉淀可能是CuCO3和Cu(OH)2的混合物。（查閱資料知：CuCO3和Cu(OH)2均不帶結晶水）

Ⅰ．按照甲同學的觀點，發(fā)生反應的離子反應方程式為_______________________；

在探究沉淀成分前，須將沉淀從溶液中分離并凈化。其具體操作依次為____________________。

Ⅱ．請用下圖所示裝置，選擇必要的試劑，定性探究生成物的成分。

（1）各裝置連接順序為__________________________。

（2）能證明生成物中有CuCO3的實驗現象是__________________。

Ⅲ．若CuCO3和Cu(OH)2兩者都有，可利用下列裝置通過實驗測定其組成。

（1）裝置C中堿石灰的作用是__________________，實驗開始和結束時都要通入過量的空氣，請說明結束時通入過量空氣的作用是____________________________

（2）若沉淀樣品的質量為m克，裝置B質量增加了n克，則沉淀中CuCO3的質量分數為___________。

Answer 1

【答案】CO32－+Cu2+=CuCO3↓ 過濾、洗滌、干燥 A→C→B 裝置B中澄清石灰水變渾濁 吸收空氣中的H2O (g)和CO2 結束時通入的空氣可以將裝置中滯留的H2O (g)和CO2趕出 1－

【解析】

Ⅰ、沉淀是CuCO3說明Na2CO3溶液與CuSO4溶液發(fā)生復分解反應生成硫酸鈉與碳酸銅，即碳酸根與銅離子反應生成碳酸銅沉淀；

將沉淀從溶液中分離并凈化，用過濾的方法；

Ⅱ、（1）加熱時氫氧化銅分解成CuO和水，碳酸銅分解成氧化銅和二氧化碳；若有氫氧化銅可用無水硫酸銅檢驗；若有碳酸銅可用澄清的石灰水檢驗產生的二氧化碳，澄清石灰水變渾濁說明含有CuCO3；由于澄清石灰水會帶出H2O（g），所以先檢驗H2O后檢驗CO2。

（2）由上述分析能證明生成物中有CuCO3的實驗現象是裝置B中澄清石灰水變渾濁。

Ⅲ、（1）實驗開始時裝置的空氣中含有水蒸氣和二氧化碳，若不排除被吸收裝置吸收會對計算結果產生較大的誤差，故開始時先用除去H2O（g）和二氧化碳的空氣將裝置中的空氣排盡；

實驗結束氫氧化銅和碳酸銅加熱分解后會在反應裝置中殘留二氧化碳和H2O（g），通過用除去H2O（g）和二氧化碳的空氣將裝置中的H2O（g）和二氧化碳趕出被吸收裝置完全吸收；

（2）裝置B質量增加了n克，說明分解生成ng水，根據水的質量計算沉淀中氫氧化銅的質量，沉淀質量減去氫氧化銅的質量等于碳酸銅的質量，再利用質量分數的定義計算。

Ⅰ、沉淀是CuCO3說明，Na2CO3溶液與CuSO4溶液發(fā)生反應生成硫酸鈉與碳酸銅，即碳酸根與銅離子反應生成碳酸銅沉淀，反應的離子方程式為CO32－+Cu2＋=CuCO3↓；將沉淀從溶液中分離并凈化，用過濾的方法，其具體操作依次為過濾、洗滌、干燥；

Ⅱ、（1）加熱時氫氧化銅分解成CuO和水，碳酸銅分解成氧化銅和二氧化碳；若有氫氧化銅可用無水硫酸銅檢驗；若有碳酸銅可用澄清的石灰水檢驗產生的二氧化碳，澄清石灰水變渾濁說明含有CuCO3；由于澄清石灰水會帶出H2O（g），所以先檢驗H2O后檢驗CO2。A加熱固體，C用無水硫酸銅檢驗有無水生成，B用澄清的石灰水檢驗有無二氧化碳產生，各裝置連接順序為A→C→B ；

（2）由上述分析能證明生成物中有CuCO3的實驗現象是裝置B中澄清石灰水變渾濁。

Ⅲ、若CuCO3和Cu（OH）2兩種沉淀都有，加熱時生成CO2和H2O，定量檢驗時，可用濃硫酸吸收水，用堿石灰吸收二氧化碳，實驗時，為減小誤差，應排除空氣中H2O（g）和二氧化碳的干擾，并保證H2O（g）和二氧化碳被完全吸收，則實驗儀器的連接順序應為CABDE。

（1）實驗開始時裝置的空氣中含有水蒸氣和二氧化碳，若不排除被吸收裝置吸收會對計算結果產生較大的誤差，故開始時先用除去H2O（g）和二氧化碳的空氣將裝置中的H2O（g）和二氧化碳排盡；實驗結束氫氧化銅和碳酸銅加熱分解后會在反應裝置中殘留二氧化碳和H2O（g），通過用除去H2O（g）和二氧化碳的空氣將裝置中的H2O（g）和二氧化碳趕出被吸收裝置完全吸收；故裝置C中堿石灰的作用是吸收空氣中的H2O（g）和CO2；

實驗結束時通入過量空氣的作用是：通過用除去H2O（g）和二氧化碳的空氣將裝置中滯留的H2O（g）和二氧化碳趕出被吸收裝置完全吸收。

（2）裝置B質量增加了ng，說明分解生成ng水，水的物質的量為mol，根據氫元素守恒可知氫氧化銅的物質的量為mol，故氫氧化銅的質量為mol×98g·mol－1=g，沉淀中CuCO3的質量為（m－）g，碳酸銅的質量分數為=(m－)÷m×100%=（1-）×100%。