Question

【題目】某同學將一定濃度的Na2CO3溶液加入CuSO4溶液中，發現生成了沉淀，其對沉淀的成分進行如下探究：

[提出假設]

假設1：沉淀是CuCO3；

假設2：(1) ________________________________________；

假設3沉淀是CuCO3和Cu(OH)2的混合物。

[驗證假設]

（2）如果假設1成立，則反應的離子方程式為_________________________。

（3）用離子方程式表示假設3中有Cu(OH)2生成的理論依據：______________________________。

（4）為證明以上哪種假設成立，該同學用如圖裝置測定沉淀樣品中CuCO3的質量分數：

①實驗時的步驟依次為a.打開K1、K3，關閉K2、K4，通入過量空氣；b.關閉K1、K3，打開K2、K4，充分反應；c.打開K1、K4，關閉K2、K3，通入過量空氣，若未進行步驟a，將使測定結果________(填“偏低”“偏高”或“無影響”)。②實驗結束時通入過量空氣的目的是_____________。③裝置E的作用是_____________，④若打開K2時發現稀硫酸不能滴下，接下來應進行的操作是______________。

（5）若沉淀樣品的質量為10.0 g，裝置D的質量增加了2.2 g，則假設_______________成立。

Answer 1

【答案】 沉淀是Cu(OH)2 Cu2＋＋CO32=CuCO3↓ CO32＋H2OHCO3＋OH－，2OH－＋Cu2＋=Cu(OH)2↓ 偏高 將裝置中滯留的CO2排至裝置D中，使其被堿石灰吸收 吸收空氣中的二氧化碳和水蒸氣，防止被D中堿石灰吸收 打開分液漏斗上口的塞子（或將分液漏斗上口的小孔與塞子的凹槽對準） 3

【解析】一定濃度的Na2CO3溶液加入CuSO4溶液中，發現生成了沉淀，可能是反應生成的碳酸銅沉淀，也可能是雙水解生成的氫氧化銅沉淀，也可能是二者共存的沉淀分析判斷，依據假設推斷可知，假設2：沉淀是Cu(OH)2；
(1)如果假設1成立，則反應的離子反應為碳酸根離子和銅離子結合生成碳酸銅沉淀，離子方程式為Cu2++CO32-═CuCO3↓；
(2)沉淀是CuCO3和Cu(OH)2的混合物，可能是碳酸根離子水解顯堿性和銅離子水解顯酸性相互促進反應生成氫氧化銅沉淀，碳酸根離子結合銅離子生成碳酸銅沉淀，其中有Cu(OH)2生成的理論依據是CO32＋H2OHCO3＋OH－，2OH－＋Cu2＋=Cu(OH)2↓ ；
(3)①為減小實驗誤差，應先通入過量經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a，打開K1、K3，關閉K2、K4，通入過量空氣，裝置中的二氧化碳不能被趕出，將使測量結果偏高；

②實驗結束時通入過量空氣的目的是將裝置中的二氧化碳全部趕出到堿石灰吸收，減少誤差；

③利用裝置E中堿石灰可吸收空氣中的二氧化碳和水蒸氣，防止被D中堿石灰吸收；

④若打開K2時發現稀硫酸不能滴下，說明分液漏斗上方沒有外界空氣想通，則接下來應進行的操作是打開分液漏斗上口的塞子(或將分液漏斗上口的小孔與塞子的凹槽對準)即可；

(5)裝置D的質量增加了2.2g，應為CO2的質量，則m(CuCO3)==0.05mol，
則沉淀中CuCO3的質量分數為×100%=62%，說明沉淀含有氫氧化銅沉淀，說明假設3正確。