Question

某研究性學(xué)習(xí)小組將一定濃度的Na₂CO₃溶液滴入CuSO₄溶液中得到藍(lán)色沉淀．甲同學(xué)認(rèn)為兩者反應(yīng)生成只有CuCO₃一種沉淀；乙同學(xué)認(rèn)為這兩者相互促進水解反應(yīng)，生成Cu（OH）₂一種沉淀；丙同學(xué)認(rèn)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(jié)晶水）
Ⅰ．按照乙同學(xué)的理解，向生成的沉淀中加入

 

試劑，出現(xiàn)

 

現(xiàn)象時，就可得出結(jié)論．則Na₂CO₃溶液和 CuSO₄溶液反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)方程式為

 

．
Ⅱ．定量探究生成物的成分．
在定量探究沉淀物成分前，須將沉淀從溶液中分離出來，其操作方法為：①

 

②

 

③

 

．
Ⅲ．若沉淀中CuCO₃和Cu（OH）₂兩者都有，可通過下列所示裝置的連接，進行定量分析來測定其質(zhì)量（設(shè)每一裝置中的反應(yīng)或吸收均完全）．

（1）各裝置連接順序為

 

→

 

→

 

→

 

→

 

；
（2）裝置C中堿石灰的作用是

 

，實驗結(jié)束時要通入過量的空氣其作用是

 

；
（3）若沉淀樣品的質(zhì)量為m克，裝置D質(zhì)量增加了n克，則沉淀中Cu（OH）₂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：

 

；
（4）能證明甲同學(xué)說法的實驗現(xiàn)象是

 

．

Answer 1

考點：性質(zhì)實驗方案的設(shè)計,探究物質(zhì)的組成或測量物質(zhì)的含量

專題：

分析：Ⅰ．乙同學(xué)的認(rèn)為：這兩者相互促進水解反應(yīng)，生成Mg（OH）₂一種沉淀，則硫酸鎂和碳酸鎂相互促進水解生成氫氧化鎂沉淀、硫酸鈉和二氧化碳；
Ⅱ．根據(jù)固體和液體的分離方法來提純物質(zhì)；
Ⅲ．（1）沉淀中CuCO₃和Cu（OH）₂兩者都有，可進行定量分析來測定其質(zhì)量，反應(yīng)前系統(tǒng)中存在的空氣忽略不計，可以利用裝置C除去空氣中的水蒸氣和二氧化碳，通入后可以把反應(yīng)生成的水蒸氣和二氧化碳趕到后續(xù)裝置完全吸收，減小實驗誤差，通過裝置B吸收分解生成的水蒸氣，通過裝置D吸收生成的二氧化碳，裝置E避免空氣中的水蒸氣和二氧化碳進入裝置D產(chǎn)生測定誤差；
（2）堿石灰可以吸收二氧化碳和水，實驗結(jié)束時要通入過量的空氣排出裝置中滯留的H₂O和CO₂氣體，以便完全吸收；
（3）CO₂吸收裝置質(zhì)量增加了ng，就碳元素守恒計算得到碳酸銅質(zhì)量，樣品質(zhì)量減去碳酸銅質(zhì)量得到氫氧化銅質(zhì)量，計算樣品中含有的質(zhì)量分?jǐn)?shù)；
（4）CuCO₃加熱只會生成二氧化碳?xì)怏w，不會產(chǎn)生水，據(jù)此判斷．

解答： 解：Ⅰ．（1）乙同學(xué)的認(rèn)為：這兩者相互促進水解反應(yīng)，生成Mg（OH）₂一種沉淀，則硫酸鎂和碳酸鎂相互促進水解生成氫氧化鎂沉淀、硫酸鈉和二氧化碳，反應(yīng)方程式為：Na₂CO₃+MgSO₄+H₂O═Mg（OH）₂↓+Na₂SO₄+CO₂↑，
故答案為：Na₂CO₃+MgSO₄+H₂O═Mg（OH）₂↓+Na₂SO₄+CO₂↑；
Ⅱ．將沉淀從溶液中分離出來，采用過濾的辦法，將得到的固體物質(zhì)洗滌干燥可以得到固體物質(zhì)，故答案為：過濾；洗滌；干燥；
Ⅲ．（1）通過裝置的連接，進行定量分析來測定其質(zhì)量，反應(yīng)前系統(tǒng)中存在的空氣忽略不計，可以利用裝置C除去空氣中的水蒸氣和二氧化碳，通入后可以把反應(yīng)生成的水蒸氣和二氧化碳趕到后續(xù)裝置完全吸收，減小實驗誤差，通過裝置B吸收分解生成的水蒸氣，通過裝置D吸收生成的二氧化碳，裝置E避免空氣中的水蒸氣和二氧化碳進入裝置D產(chǎn)生測定誤差；裝置連接順序為：C、A、B、D、E；
故答案為：C；A；B；D；E；
（2）實驗結(jié)束時要通入過量的空氣排出裝置中滯留的H₂O和CO₂氣體，以便完全吸收，故答案為：排出裝置中滯留的H₂O和CO₂氣體，以便完全吸收；
（3）若沉淀樣品的質(zhì)量為mg，CO₂吸收裝置質(zhì)量增加了ng，CuCO₃質(zhì)量=

n

44

×124g/mol，則沉淀中Cu（OH）₂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=

m- 124n 44

m

×100%=1-

31n

11m

；
故答案為：1-

31n

11m

．
（4）甲同學(xué)認(rèn)為兩者反應(yīng)生成只有CuCO₃一種沉淀，加熱只會生成二氧化碳?xì)怏w，不會產(chǎn)生水，所以B質(zhì)量不變，D質(zhì)量增加，可以得出結(jié)論，故答案為：B質(zhì)量不變，D質(zhì)量增加．

點評：本題考查了實驗方案設(shè)計，明確實驗原理是解本題關(guān)鍵，結(jié)合物質(zhì)的性質(zhì)來分析解答，知道常見物質(zhì)的檢驗方法、實驗裝置連接順序，同時考查學(xué)生分析問題、解決問題的能力以及思考問題縝密性，難度中等．