Question

9．某實驗小組用0.50mol•L^-1 NaOH溶液和0.50mol•L^-1硫酸溶液進行中和熱的測定．
Ⅰ．配制0.50mol•L^-1 NaOH溶液
（1）若實驗中大約要使用245mL NaOH溶液，至少需要稱量NaOH固體5.0g．
（2）從下圖中選擇稱量NaOH固體所需要的儀器是（填字母）：a b e．

名稱	托盤天平 （帶砝碼）	小燒杯	坩堝鉗	玻璃棒	藥匙	量筒
儀器
序號	a	b	c	d	e	f

Ⅱ．某小組同學將一定濃度NaHCO₃溶液加入到CuSO₄溶液中發(fā)現(xiàn)生成了沉淀．甲同學認為沉淀是CuCO₃；乙同學認為沉淀是CuCO₃和Cu（OH）₂的混合物，他們設計實驗測定沉淀中CuCO₃的質量分數(shù)．
（1）按照甲同學的觀點，發(fā)生反應的離子方程式為Cu²⁺+2HCO₃=CuCO₃↓+CO₂↑+H₂O．
（2）兩同學利用如圖所示裝置進行測定：

①在研究沉淀物組成前，須將沉淀從溶液中分離并凈化．具體操作依次為過濾、洗滌、干燥．
②裝置E中堿石灰的作用是防止空氣中CO₂和水蒸氣進入裝置D．
③實驗過程中有以下操作步驟：
a．關閉K₁、K₃，打開K₂、K₄，充分反應
b．打開K₁、K₄，關閉K₂、K₃，通入過量空氣
c．打開K₁、K₃，關閉K₂、K₄，通入過量空氣
正確的順序是cab（填選項序號，下同）．若未進行步驟b，將使測量結果偏低．
④若沉淀樣品質量為m g，裝置D質量增加了n g，則沉淀中CuCO₃的質量分數(shù)為$\frac{31n}{11m}$．
（3）丙同學認為還可以通過測量CO₂的體積或測量樣品質量和樣品充分灼燒后的質量來測定沉淀中CuCO₃的質量分數(shù)．

Answer 1

分析 Ⅰ．（1）根據(jù)公式m=nM=cVM來計算氫氧化鈉的質量，但是沒有245mL的容量瓶；
（2）氫氧化鈉要在稱量瓶中稱量，根據(jù)稱量固體氫氧化鈉所用的儀器來回答；
Ⅱ．（1）NaHCO₃溶液與CuSO₄溶液生成CuCO₃，同時生成二氧化碳、硫酸鈉和水；
（2）②為準確測定生成CO₂的質量，應防止空氣中CO₂和水蒸氣進入裝置；
③為減小實驗誤差，應先通入過量經(jīng)NaOH處理的空氣，排除裝置內的二氧化碳氣體，一段時間之后，再進行實驗，最后還要通入過量經(jīng)NaOH處理的空氣，使生成的二氧化碳全部被吸收；
④裝置D的質量增加的ng為反應生成的二氧化碳的質量，計算二氧化碳的物質的量，根據(jù)碳元素守恒可知n（CuCO₃）=n（CO₂），進而計算沉淀中CuCO₃的質量分數(shù)．
（3）除題中實驗方案外，還可以通過測量CO₂的體積或測量樣品質量和樣品充分灼燒后的質量等方法來測定沉淀中CuCO₃的質量分數(shù)．

解答 解：Ⅰ．（1）沒有245mL的容量瓶，所以用250mL的容量瓶，需要稱量NaOH固體m=nM=cVM=0.5mol/L×0.25L×40g/mol=5.0g；
故答案為：5.0；
（2）氫氧化鈉要在稱量瓶或者小燒杯中稱量，稱量固體氫氧化鈉所用的儀器有天平、燒杯和藥匙；
故答案為：a b e；
Ⅱ．（1）NaHCO₃溶液與CuSO₄溶液生成CuCO₃，同時生成二氧化碳、硫酸鈉和水，則反應的離子方程式為：Cu²⁺+2HCO₃=CuCO₃↓+CO₂↑+H₂O；
故答案為：Cu²⁺+2HCO₃=CuCO₃↓+CO₂↑+H₂O；
（2）②為準確測定生成CO₂的質量，應防止空氣中CO₂和水蒸氣進入裝置；
故答案為：防止空氣中CO₂和水蒸氣進入裝置D；
③為減小實驗誤差，應先通入過量經(jīng)NaOH處理的空氣，排除裝置內的二氧化碳氣體，即打開K₁、K₃，關閉K₂、K₄，通入過量空氣，一段時間之后，再關閉K₁、K₃，打開K₂、K₄，充分反應，最后還要通入過量經(jīng)NaOH處理的空氣，使生成的二氧化碳全部被吸收，即打開K₁、K₄，關閉K₂、K₃，通入過量空氣，如若未進行步驟b，將使測量結果偏低；
故答案為：cab；b；
④裝置D的質量增加了ng，應為CO₂的質量，則m（CuCO₃）=$\frac{ng}{44g/mol}$，則沉淀中CuCO₃的質量分數(shù)為$\frac{\frac{ng}{44g/mol}×124g/mol}{mg}$×100%=$\frac{31n}{11m}$；
故答案為：$\frac{31n}{11m}$；
（3）除題中實驗方案外，還可以通過測量CO₂的體積或測量樣品質量和樣品充分灼燒后的質量等方法來測定沉淀中CuCO₃的質量分數(shù)，
故答案為：樣品質量和樣品充分灼燒后的質量．

點評 本題主要考查學生對溶液的配制，實驗原理與裝置的理解評價、物質含量的測定、化學計算等知識，題目難度中等，是對所學知識的綜合運用，需要學生具備扎實的基礎知識與分析問題、解決問題能力．