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(xué)習(xí)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(shè)：

猜想一：固體為CuCO₃，理由：                （用化學(xué)反應(yīng)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(jié)晶水合物受熱后易失去結(jié)晶水，如CuSO₄?5H₂OCuSO₄ ＋ 5H₂O↑；

②Cu(OH)₂、CuCO₃受熱易分解，各生成對應(yīng)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(shè)計與實驗：

Ⅰ．固體的獲�。� 將反應(yīng)后的固、液混合物經(jīng)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(xiàn)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(xiàn)象為                          。

發(fā)生反應(yīng)的方程式為                    、                   。

Ⅲ．定量測定固體的組成：

設(shè)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(xù)進行實驗：    

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

實驗步驟：①組裝好裝置，檢查氣密性；②反復(fù)推拉注射器；③稱量B、C、D、E、F的質(zhì)量；④關(guān)閉彈簧夾，加熱B處玻璃管直到反應(yīng)不再進行；⑤打開彈簧夾，再次反復(fù)緩緩?fù)评�注射器；⑥再次稱量B、C、D、E、F的質(zhì)量。

問題探究：

（3）進行步驟⑤的操作中，注射器活塞要緩緩?fù)苿拥闹饕�目的�?u>      。

數(shù)據(jù)處理：

（4）某興趣小組利用上述方法，測得以下數(shù)據(jù)：（假定每步反應(yīng)都完全）

	B	C	D	E	F
反應(yīng)前	124.0g	250.0g	300.0g	350.0g	360.0g
反應(yīng)后	116.0g	253.6g	304.3g	350.1g	360.0g

E裝置質(zhì)量增加的原因是       ；求該固體的化學(xué)式中 a:b:c=                。

 

Answer 1

【答案】

（一）猜想與假設(shè)：

猜想一： CuSO₄+Na₂CO₃= CuCO₃↓＋Na₂SO₄

（三）設(shè)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(zhì)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(shù)據(jù)處理：

（4）氣流帶出D中水蒸氣；根據(jù)裝置增加的質(zhì)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(fā)生反應(yīng)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?xì)怏w，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(zhì)為硫酸和硫酸銅，加入鐵單質(zhì)后，會和硫酸銅、硫酸反應(yīng)，現(xiàn)象為有氣泡冒出，鐵屑表面有紅色固體物質(zhì)出現(xiàn)；（3）進行步驟⑤的操作中，注射器活塞要緩緩?fù)苿拥闹饕�目的是使產(chǎn)生的水蒸氣和二氧化碳充分被吸收；（4）E裝置質(zhì)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(xué)過，較為陌生，但是重點考察的反應(yīng)的思想，裝置等，所以這種題目不要害怕，仔細(xì)審題即可。