Question

某小組同學(xué)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(xué)認(rèn)為沉淀是CuCO₃；乙同學(xué)認(rèn)為沉淀是CuCO₃和Cu（OH）₂的混合物，他們?cè)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)測(cè)定沉淀中CuCO₃的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．
（1）按照甲同學(xué)的觀點(diǎn)，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為

 

；
（2）乙同學(xué)認(rèn)為有Cu（OH）₂生成的理論依據(jù)是

 

（用離子方程式表示）；
（3）兩同學(xué)利用如圖所示裝置進(jìn)行測(cè)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

 

、洗滌、干燥；
②裝置E中堿石灰的作用是

 

；
③實(shí)驗(yàn)過(guò)程中有以下操作步驟：a．關(guān)閉K₁、K₃，打開(kāi)K₂、K₄，充分反應(yīng)； b．打開(kāi)K₁、K₄，關(guān)閉K₂、K₃，通入過(guò)量空氣；c．打開(kāi)K₁、K₃，關(guān)閉K₂、K₄，通入過(guò)量空氣．正確的順序是

 

（填選項(xiàng)序號(hào)，下同）；若未進(jìn)行步驟

 

，將使測(cè)量結(jié)果偏低；
④若沉淀樣品的質(zhì)量為m g，裝置D的質(zhì)量增加了n g，則沉淀中CuCO₃的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：探究物質(zhì)的組成或測(cè)量物質(zhì)的含量

專題：

分析：（1）按照甲同學(xué)的觀點(diǎn)，HCO₃^-電離生成H⁺和CO₃^2-，CO₃^2-與Cu²⁺反應(yīng)生成CuCO₃沉淀，H⁺與HCO₃^-反應(yīng)生成CO₂和H₂O；
（2）乙同學(xué)認(rèn)為有Cu（OH）₂生成的理論依據(jù)NaHCO₃溶液加入到CuSO₄溶液中銅離子交換碳酸氫根離子水解生成的氫氧根離子生成氫氧化銅沉淀，促進(jìn)水解反應(yīng)進(jìn)行；
（3）①將沉淀從溶液中分離并凈化，應(yīng)進(jìn)行過(guò)濾、洗滌和干燥等操作；
②為準(zhǔn)確測(cè)定生成CO₂的質(zhì)量，應(yīng)防止空氣中CO₂和水蒸氣進(jìn)入裝置；
③為減小實(shí)驗(yàn)誤差，應(yīng)先通入過(guò)量經(jīng)NaOH處理的空氣，排除裝置內(nèi)的二氧化碳?xì)怏w，一段時(shí)間之后，再進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，最后還要通入過(guò)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(zhì)量增加了ng，應(yīng)為CO₂的質(zhì)量，則m（CuCO₃）=

ng

44g/mol

，以此計(jì)算沉淀中CuCO₃的質(zhì)量分?jǐn)?shù)；

解答： 解：（1）按照甲同學(xué)的觀點(diǎn)，HCO₃^-電離生成H⁺和CO₃^2-，CO₃^2-與Cu²⁺反應(yīng)生成CuCO₃沉淀，H⁺與HCO₃^-反應(yīng)生成CO₂和H₂O，
反應(yīng)的方程式為Cu²⁺+2HCO₃^-=CuCO₃↓+CO₂↑+H₂O（或：Cu²⁺+HCO₃^-=CuCO₃↓+H⁺、H⁺+HCO₃^-=CO₂↑+H₂O），
故答案為：Cu²⁺+2HCO₃^-=CuCO₃↓+CO₂↑+H₂O（或：Cu²⁺+HCO₃^-=CuCO₃↓+H⁺、H⁺+HCO₃^-=CO₂↑+H₂O）；
（2）乙同學(xué)認(rèn)為有Cu（OH）₂生成的理論依據(jù)是HCO₃^-+H₂O?H₂CO₃+OH^-、Cu²⁺+2OH^-=Cu（OH）₂↓；
故答案為：HCO₃^-+H₂O?H₂CO₃+OH^-、Cu²⁺+2OH^-=Cu（OH）₂↓；
（3）①將沉淀從溶液中分離并凈化，應(yīng)進(jìn)行過(guò)濾、洗滌和干燥等操作，故答案為：過(guò)濾；
②為準(zhǔn)確測(cè)定生成CO₂的質(zhì)量，應(yīng)防止空氣中CO₂和水蒸氣進(jìn)入裝置，
故答案為：防止空氣中CO₂和水蒸氣進(jìn)入裝置D；
③為減小實(shí)驗(yàn)誤差，應(yīng)先通入過(guò)量經(jīng)NaOH處理的空氣，排除裝置內(nèi)的二氧化碳?xì)怏w，即打開(kāi)K₁、K₃，關(guān)閉K₂、K₄，通入過(guò)量空氣，一段時(shí)間之后，再關(guān)閉K₁、K₃，打開(kāi)K₂、K₄，充分反應(yīng)，最后還要通入過(guò)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(kāi)K₁、K₄，關(guān)閉K₂、K₃，通入過(guò)量空氣，如若未進(jìn)行步驟b，將使測(cè)量結(jié)果偏低，
故答案為：cab； b；
④裝置D的質(zhì)量增加了ng，應(yīng)為CO₂的質(zhì)量，則m（CuCO₃）=

ng

44g/mol

，則沉淀中CuCO₃的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為

n 44 mol×124g/mol

mg

×100%=

31n

11m

×100%，
故答案為：

31n

11m

×100%；

點(diǎn)評(píng)：本題綜合考查物質(zhì)的含量測(cè)定，涉及實(shí)驗(yàn)基本操作方法，反應(yīng)原理探究等知識(shí)，題目難度中等，注意從減小實(shí)驗(yàn)誤差的角度分析，掌握實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)和物質(zhì)性質(zhì)是關(guān)鍵．