Question

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．甲同學認為兩者反應只生成CuCO₃一種沉淀；乙同學認為只生成Cu（OH）₂一種沉淀；丙同學認為生成CuCO₃和Cu（OH）₂兩種沉淀．（查閱資料知：CuCO₃和Cu（OH）₂均不帶結晶水）

Ⅰ、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

 

、

 

、

 

．
Ⅱ、請用如圖1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）裝置C中裝有試劑的名稱是

 

．
（3）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，可通過圖2所示裝置的連接（每個裝置只使用一次），進行定量分析來測定其組成．
（1）各裝置連接順序為

 

→

 

→

 

→

 

；
（2）實驗后還要通入過量的空氣，其作用是

 

；
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：

 

；
若將C裝置去掉，將導致測定結果中CuCO₃的質量分數

 

（填“增大”、“減小”或“無影響”）．

Answer 1

考點：物質分離和提純的方法和基本操作綜合應用,探究物質的組成或測量物質的含量

專題：實驗探究和數據處理題

分析：Ⅰ、沉淀從溶液中分離并凈化，要先把沉淀從溶液中過濾出，要洗去附著的雜質，然后干燥．
Ⅱ、利用加熱的方法檢驗，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；
Ⅲ、（1）實驗開始時裝置的空氣中會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，故開始時先用除去水和二氧化碳的空氣將裝置中的水蒸氣和二氧化碳排除（注意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水蒸氣，也應通過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趕出被吸收裝置完全吸收）；
（2）為保證樣品加熱分解生成的二氧化碳和水蒸氣完全被吸收，應通入空氣；
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；
由于空氣中含有二氧化碳和水蒸氣，應先通過盛有堿石灰的裝置C吸收空氣的中二氧化碳和水蒸氣，若C裝置去掉，裝置B質量偏大．

解答： 解：Ⅰ、沉淀從溶液中分離并凈化，要先把沉淀從溶液中過濾出，要洗去附著的雜質，然后干燥除去沉淀中的水分，
故答案為：過濾、洗滌、干燥；
Ⅱ、（1）利用加熱的方法檢驗，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，
故答案為：A；C；B；
（2）裝置C檢驗是否有水生成，可用無水硫酸銅檢驗，若無水硫酸銅變藍色說明有水生成，驗證沉淀中有氫氧化銅生成，否則沉淀中無氫氧化銅，
故答案為：無水硫酸銅；
（3）用澄清的石灰水檢驗是否產生二氧化碳，裝置B中澄清石灰水變渾濁，說明生成二氧化碳，即說明含有CuCO₃，
故答案為：裝置B中澄清石灰水變混濁；
Ⅲ、（1）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，應排除空氣中水和二氧化碳的干擾，并保證水和二氧化碳完全吸收，則實驗儀器的連接順序應為C A B E D（或C A B D E），
故答案為：C A B E D（或C A B D E）；
（2）為保證樣品加熱分解生成的二氧化碳和水蒸氣完全被吸收，應通入空氣，將裝置中滯留的H₂O蒸汽趕入B中；
裝置B質量增加了n克，說明分解生成ng水，水的物質的量為

n

18

mol，根據氫元素守恒可知氫氧化銅的物質的量為

n

18

mol，故氫氧化銅的質量為

n

18

mol×98g/mol=

49n

9

g，沉淀中CuCO₃的質量分數為

m- 49n 9

m

×100%=（1-

49n

9m

）×100%，
由于空氣中含有二氧化碳和水蒸氣，應先通過盛有堿石灰的裝置C吸收空氣的中二氧化碳和水蒸氣，若C裝置去掉，裝置B質量偏大，即吸收的水的質量偏大，求出氫氧化銅的質量偏大，則碳酸銅的質量偏小，將導致測定結果中CuCO₃的質量分數減小；
故答案為：將裝置中滯留的H₂O蒸汽趕入B中；（1-

49n

9m

）×100%；減�。�

點評：本題考查了物質性質的探究實驗設計和實驗分析應用，物質性質的熟練掌握和實驗基本操作是解題關鍵，題目難度中等．