Question

將過量的Na₂CO₃溶液滴入到一定量CuSO₄溶液中得到藍色固體。某研究性學習小組對固體沉淀的成分進行了如下探究。請完成下列各題：

（一）猜想與假設：

猜想一：固體為CuCO₃，理由：                （用化學反應方程式表示）。

猜想二：固體為Cu(OH)₂，理由：Na₂CO₃溶液呈堿性。

猜想三：固體為Cu(OH)₂和CuCO₃的混合物。

（二）資料查閱：

①結晶水合物受熱后易失去結晶水，如CuSO₄?5H₂OCuSO₄ ＋ 5H₂O↑；

②Cu(OH)₂、CuCO₃受熱易分解，各生成對應的兩種氧化物。

③無水氯化鈣可做吸水劑；堿石灰的主要成分為氫氧化鈉固體和氧化鈣

（三）設計與實驗：

Ⅰ．固體的獲取： 將反應后的固、液混合物經過濾、洗滌、室溫晾干得藍色固體。 

Ⅱ．定性探究固體的成分：

用下圖所示方案，進行實驗，并得到下列現象：

（1）上圖中無色氣體為          ，所以猜想二不成立。

（2）向藍色溶液中加入足量的鐵屑，實驗現象為                          。

發生反應的方程式為                    、                   。

Ⅲ．定量測定固體的組成：

設固體為aCu(OH)₂?bCuCO₃?cH₂O，為測定其組成，稱取24.0 g藍色固體。繼續進行實驗：    

圖中注射器處為兩個單向閥：推注射器時x關閉，y處打開；拉注射器時，x打開進空氣，y關閉。

實驗步驟：①組裝好裝置，檢查氣密性；②反復推拉注射器；③稱量B、C、D、E、F的質量；④關閉彈簧夾，加熱B處玻璃管直到反應不再進行；⑤打開彈簧夾，再次反復緩緩推拉注射器；⑥再次稱量B、C、D、E、F的質量。

問題探究：

（3）進行步驟⑤的操作中，注射器活塞要緩緩推動的主要目的是      。

數據處理：

（4）某興趣小組利用上述方法，測得以下數據：（假定每步反應都完全）

	B	C	D	E	F
反應前	124.0g	250.0g	300.0g	350.0g	360.0g
反應后	116.0g	253.6g	304.3g	350.1g	360.0g

E裝置質量增加的原因是       ；求該固體的化學式中 a:b:c=                。

 

Answer 1

【答案】

（一）猜想與假設：

猜想一： CuSO₄+Na₂CO₃= CuCO₃↓＋Na₂SO₄

（三）設計與實驗：

（1）二氧化碳（CO₂） （2）鐵片表面有氣泡生成、鐵片表面有紅色物質生成（只答出一點就給分）  Fe＋H₂SO₄Fe SO₄＋H₂↑     Fe＋CuSO₄FeSO₄＋Cu

Ⅲ．定量測定固體的成分：

問題探究：

（3）防止氣流過快，C、D中氣體不能被溶液充分吸收。

數據處理：

（4）氣流帶出D中水蒸氣；根據裝置增加的質量可以計算出 a:b:c=1:1:1。

【解析】

試題分析：Na₂CO₃溶液滴入到一定量CuSO₄溶液中會發生反應CuSO₄+Na₂CO₃= CuCO₃↓＋Na₂SO₄，（1）上圖中無色氣體可以使澄清石灰水變渾濁，說明是二氧化碳氣體，說明固體中有碳酸鹽，猜想二不成立；（2）加入過量硫酸后，藍色溶液中溶質為硫酸和硫酸銅，加入鐵單質后，會和硫酸銅、硫酸反應，現象為有氣泡冒出，鐵屑表面有紅色固體物質出現；（3）進行步驟⑤的操作中，注射器活塞要緩緩推動的主要目的是使產生的水蒸氣和二氧化碳充分被吸收；（4）E裝置質量增加的原因是氣流帶出D中水蒸氣，

考點：實驗探究

點評：這是一道非常典型的探究題，題目給的知識點沒有學過，較為陌生，但是重點考察的反應的思想，裝置等，所以這種題目不要害怕，仔細審題即可。