Question

某研究性學(xué)習(xí)小組探究在含有鹽酸的Cu²⁺．Ca²⁺的混合溶液中滴加Na₂CO₃溶液時(shí)發(fā)生反應(yīng)的過程．（已知 Ksp{Cu（OH）₂小于Ksp（CuCO₃）}取適量樣品溶液，插入pH傳感器并逐滴滴入Na₂CO₃溶液，測(cè)得pH變化曲線如圖所示：

（1）為簡(jiǎn)單而精確地控制加入的Na₂CO₃溶液的體積，可將碳酸鈉溶液置于

 

（填儀器名稱）中滴加．
（2）圖中有二個(gè)pH增加較快的階段，第一階段（a點(diǎn)前）對(duì)應(yīng)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是

 

．
（3）對(duì)于a．b之間溶液pH值變化緩慢的本質(zhì)，該小組同學(xué)做出了如下推測(cè)，請(qǐng)補(bǔ)充推測(cè)2和3：
推測(cè)1：生成了Cu（OH）₂沉淀，消耗了CO₃^2-；
推測(cè)2：

 

；
推測(cè)3：

 

；
若推測(cè)1符合實(shí)際情況，則此情況下反應(yīng)的離子方程式為

 

；
（4）請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證檢測(cè)推測(cè)1，不要寫出詳細(xì)的實(shí)驗(yàn)過程，試劑不受限制．

實(shí)驗(yàn)方法、步驟	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和結(jié)論

Answer 1

考點(diǎn)：難溶電解質(zhì)的溶解平衡及沉淀轉(zhuǎn)化的本質(zhì)

專題：電離平衡與溶液的pH專題

分析：由圖象可知，pH變化緩慢的主要原因應(yīng)為：生成CuCO₃沉淀，消耗CO₃^2-；碳酸銅沉淀轉(zhuǎn)化為Cu（OH）₂沉淀；生成CaCO₃沉淀消耗CO₃^2-；
（1）碳酸鈉溶液水解呈堿性，且需要知道碳酸鈉的體積變化，故只能利用堿式滴定管量取；
（2）pH=2，溶液中存在大量的氫離子，與碳酸根反應(yīng)生成二氧化碳?xì)怏w；
（3）銅離子與鈣離子均可以與碳酸根反應(yīng)生成沉淀，據(jù)此分析即可；
（4）依據(jù)氫氧化銅的性質(zhì)回答即可．

解答： 解：（1）精確控制加入Na₂CO₃溶液的體積，應(yīng)用精確度0.01ml的滴定管，又Na₂CO₃水解呈堿性，故選用堿式滴定管，故答案為：堿式滴定管；
（2）由圖象可知，第一階段pH變化較快的主要原因應(yīng)為溶液中的氫離子與碳酸鈉反應(yīng)生成二氧化碳?xì)怏w，故答案為：有無色無味的氣體產(chǎn)生；
（3）根據(jù)分析可知，pH變化緩慢的主要原因應(yīng)為：生成CuCO₃沉淀，消耗CO₃^2-；碳酸銅沉淀轉(zhuǎn)化為Cu（OH）₂沉淀；生成CaCO₃沉淀消耗CO₃^2-，若生成氫氧化銅沉淀，那么即銅離子與碳酸根雙水解生成氫氧化銅和二氧化碳，離子反應(yīng)方程式為：CO₃^2-+Cu²⁺+H₂O═Cu（OH）₂↓+CO₂↑，
故答案為：生成了CaCO₃沉淀，消耗了CO₃^2-；既生成了CaCO₃沉淀，又生成了Cu（OH）₂沉淀，都消耗了CO₃^2-；CO₃^2-+Cu²⁺+H₂O═Cu（OH）₂↓+CO₂↑；
（4）氫氧化銅加熱分解生成黑色的氧化銅和水，據(jù)此可以驗(yàn)證，答案如下：

實(shí)驗(yàn)方法、步驟	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和結(jié)論
取適量洗滌、干燥后的沉淀充分加熱，將產(chǎn)生的氣體依次通過無水硫酸銅、澄清石灰水	若加熱時(shí)藍(lán)色固體變?yōu)楹谏�，無水硫酸銅由白變藍(lán)，澄清石灰水不變渾濁，則推測(cè)1成立，否則不成立

點(diǎn)評(píng)：本題考查了學(xué)生根據(jù)圖象分析反應(yīng)過程的能力，解題關(guān)鍵還在于熟悉有關(guān)鎂鋁的性質(zhì)．