6.Na2CO3溶液顯堿性,CuSO4溶液與Na2CO3溶液混合產(chǎn)生藍(lán)綠色沉淀,以下是某興趣小組對(duì)沉淀組成的探究.
【提出假設(shè)】
假設(shè)1:沉淀為Cu (OH)2假設(shè)2:沉淀為CuCO3
假設(shè)3:沉淀為堿式碳酸銅[化學(xué)式可表示為nCuCO3•mCu (OH)2]
【查閱資料】無(wú)論是哪一種沉淀受熱均易分解(假設(shè)均不含結(jié)晶水).
【物質(zhì)成分探究】
步驟1:將所得懸濁液過(guò)濾,洗滌濾渣后晾干;
步驟2:甲同學(xué)取一定量上述藍(lán)綠色固體,用如下裝置(氣密性良好)進(jìn)行定性實(shí)驗(yàn)
已知:nCuCO3•mCu (OH)2受熱易分解,生成CuO、CO2、H2O.
CuCO3$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuO+CO2↑,Cu(OH)2$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuO+H2O

(1)若反應(yīng)后A中藍(lán)綠色固體變黑,C中無(wú)明顯現(xiàn)象,證明假設(shè)1成立.
(2)乙同學(xué)認(rèn)為只要將圖中B裝置的試劑改用下列某試劑后,僅憑肉眼觀察到的現(xiàn)象便可驗(yàn)證上述所有假設(shè),該試劑是B(填代號(hào)).
A.濃硫酸     B.無(wú)水CuSO4    C.堿石灰    D.P2O5
(3)乙同學(xué)驗(yàn)證假設(shè)3成立的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是A中藍(lán)綠色固體變黑色,B中無(wú)水CuSO4固體變藍(lán),C中有白色沉淀產(chǎn)生.
【物質(zhì)含量探究】
(4)乙同學(xué)進(jìn)一步探究假設(shè)3中固體的組成,用上述裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn):
若所取藍(lán)綠色固體樣品質(zhì)量為54.2g置于A裝置中,實(shí)驗(yàn)結(jié)束后裝置B的質(zhì)量增加5.4g,C中的產(chǎn)生沉淀的質(zhì)量為20g.則該藍(lán)綠色固體的化學(xué)式為2CuCO3•3Cu(OH)2或3Cu(OH)2•2CuCO3或Cu5(OH)6(CO32

分析 提出假設(shè):氫氧化銅和碳酸銅都是藍(lán)色沉淀;
(1)加熱時(shí),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,加熱氫氧化銅時(shí)生成水蒸氣和黑色氧化銅,水能使無(wú)水硫酸銅變藍(lán);
(2)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證碳酸銅或氫氧化銅是利用受熱分解生成的產(chǎn)物性質(zhì)驗(yàn)證,加熱時(shí),碳酸銅分解生成二氧化碳和黑色氧化銅,加熱氫氧化銅時(shí)生成水蒸氣和黑色氧化銅,所以需要驗(yàn)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;
(3)依據(jù)(2)的分析確定所選試劑;
(4)B中吸收的是水,C中吸收的是二氧化碳,根據(jù)質(zhì)量守恒定律測(cè)得氧化銅的質(zhì)量,根據(jù)原子守恒確定其化學(xué)式.

解答 解:CuSO4溶液與Na2CO3溶液混合產(chǎn)生藍(lán)綠色沉淀,可逆是反應(yīng)生成了碳酸銅沉淀,或雙水解生成了氫氧化銅沉淀,或是堿式碳酸銅,依據(jù)題干分析判斷,假設(shè)2為碳酸銅,
(1)加熱時(shí),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,加熱氫氧化銅時(shí)生成水蒸氣和黑色氧化銅,水能使無(wú)水硫酸銅變藍(lán),若反應(yīng)后A中藍(lán)綠色固體變黑,C中無(wú)明顯現(xiàn)象證明一定不含有碳酸銅,現(xiàn)象的產(chǎn)生為氫氧化銅,假設(shè)1正確,
(2)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證碳酸銅或氫氧化銅是利用受熱分解生成的產(chǎn)物性質(zhì)驗(yàn)證,加熱時(shí),碳酸銅分解生成二氧化碳和黑色氧化銅,加熱氫氧化銅時(shí)生成水蒸氣和黑色氧化銅,所以需要驗(yàn)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(wú)水硫酸銅驗(yàn)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,
(3)裝置A中加熱是否變化為黑色固體,裝置B選擇無(wú)水硫酸銅,是否變藍(lán)色驗(yàn)證是否生成水,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(shè)是否正確的現(xiàn)象為:A中藍(lán)綠色固體變黑色,B中無(wú)水CuSO4固體變藍(lán),C中有白色沉淀產(chǎn)生,
(4)B中吸收的是水,水的質(zhì)量=5.4g;C中的產(chǎn)生沉淀的質(zhì)量為20g,則C中吸收的是二氧化碳生成碳酸鈣白色沉淀,根據(jù)碳原子守恒得二氧化碳的質(zhì)量為8.8g;氧化銅的質(zhì)量=54.2g-5.4g-8.8g=40.0g,則銅離子、氫氧根離子和碳酸根離子的物質(zhì)的量之比=0.5mol:0.6mol:0.2mol=5:6:2,所以其化學(xué)式為:2CuCO3•3Cu(OH)2或3Cu(OH)2•2CuCO3或Cu5(OH)6(CO32,
故答案為:【提出假設(shè)】
假設(shè)2:CuCO3;(1)1;(2)B;(3)A中藍(lán)綠色固體變黑色,B中無(wú)水CuSO4固體變藍(lán),C中有白色沉淀產(chǎn)生;
(4)2CuCO3•3Cu (OH)2或3Cu(OH)2•2CuCO3或Cu5(OH)6(CO32

點(diǎn)評(píng) 本題考查了探究物質(zhì)的組成和含量的測(cè)定,明確物質(zhì)的性質(zhì)探究實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ),難點(diǎn)是化學(xué)式的確定,難度中等.

練習(xí)冊(cè)系列答案
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請(qǐng)回答下列問(wèn)題:
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