Question

(14分)將過量的Na₂CO₃溶液滴入到一定量CuSO₄溶液中得到藍(lán)色固體。某研究性學(xué)習(xí)小組欲對(duì)藍(lán)色固體的成分進(jìn)行探究。請(qǐng)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         （填“酸”或“堿”）性。
猜想三：固體為Cu(OH)₂和CuCO₃的混合物。
（二）資料查閱：
①Cu(OH)₂和CuCO₃晶體均不帶結(jié)晶水；
②Cu(OH)₂、CuCO₃受熱易分解，化學(xué)反應(yīng)方程式分別為：
Cu(OH)₂==CuO+H₂O       CuCO₃==CuO+CO₂
③無水CuSO₄遇水變藍(lán)色。
（三）設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)：
Ⅰ．固體的獲取：
將反應(yīng)后的固、液混合物經(jīng)過濾、洗滌、低溫烘干得藍(lán)色固體。
Ⅱ．用下圖所示裝置，定性探究固體的成分。

（1）若用裝置A、B組合進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，B中無現(xiàn)象，則猜想         正確；
（2）若用裝置A、C組合進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，C中無現(xiàn)象，則猜想         正確；
（3）小組同學(xué)將裝置按 A、    、       （填“B”、“C”）的順序組合進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證出猜想三是正確的；實(shí)驗(yàn)中： C中的現(xiàn)象      。
結(jié)論：固體為Cu(OH)₂和CuCO₃的混合物。
Ⅲ．固體成分定量測定：
已知Cu(OH)₂的分解溫度為66℃～68℃，CuCO₃的分解溫度為200℃～220℃。小組同學(xué)用熱分析儀對(duì)固體進(jìn)行熱分解，獲得相關(guān)數(shù)據(jù)，繪成的固體質(zhì)量變化與分解溫度的關(guān)系如下圖，請(qǐng)根據(jù)圖示回答下列問題：

（4）根據(jù)圖示從A點(diǎn)到達(dá)B點(diǎn)時(shí)的固體質(zhì)量差，求被分解的氫氧化銅的質(zhì)量(寫出計(jì)算過程)。
（5）通過計(jì)算可得32.0g固中C元素和H元素的質(zhì)量比＝              。
（6）若將24.0g剩余固體繼續(xù)加熱到更高的溫度，發(fā)現(xiàn)固體質(zhì)量減少了2.4g后質(zhì)量不再改變，寫出此過程中可能發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式：                     。

Answer 1

（一）Na₂CO₃+CuSO₄="===" CuCO₃↓+ Na₂SO₄     堿
（三）Ⅱ⑴猜想二    ⑵猜想一
⑶ C、B     無水硫酸銅變藍(lán)色
⑷19.6g         ⑸ 3:1          （6）4CuO^△2Cu₂O+O₂↑

試題分析：（1）根據(jù)復(fù)分解反應(yīng)發(fā)生的條件，相互交換成分，Na₂CO₃溶液滴入到一定量CuSO₄溶液中得到藍(lán)色固體，發(fā)生的化學(xué)方程式為：Na₂CO₃+CuSO₄="===" CuCO₃↓+ Na₂SO₄ 
（2） Na₂CO₃溶液呈堿性
（三）設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)：
（1） 若用裝置A、B組合進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，B中無現(xiàn)象，說明無二氧化碳生成，則猜想二成立
（2）若用裝置A、C組合進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，C中無現(xiàn)象，說明無水生成，則猜想一成立
（3）要同時(shí)驗(yàn)證生成物中既有二氧化碳生成，又有水生成，應(yīng)該先驗(yàn)證水，再驗(yàn)證二氧化碳，所以裝置應(yīng)按A、C、B的順序組合進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，這樣即可驗(yàn)證出猜想三是正確的，此時(shí)C中現(xiàn)象無水硫酸銅變藍(lán)色，B中的澄清石灰水變渾濁，可得出結(jié)論：固體為Cu(OH)₂和CuCO₃的混合物
（4）根據(jù)圖示從A點(diǎn)到達(dá)B點(diǎn)，溫度處在200℃以內(nèi)，此時(shí)發(fā)生的反應(yīng)是Cu(OH)₂的分解，所以固體質(zhì)量差是水的質(zhì)量=32g-28.4g=3.6g，可設(shè)氫氧化銅的質(zhì)量為x
Cu(OH)₂==CuO+H₂O
98            18
x            3.6g
98：18=x：3.6g     ∴x=19.6g
（5）根據(jù)上面的計(jì)算Cu(OH)₂的質(zhì)量是19.6g，故氫元素的質(zhì)量=19.6g×2/98×100%=0.4g，CuCO₃的的質(zhì)量=32g-19.6g=12.4g，故碳元素的質(zhì)量=12.4g×12/124×100%=1.2g，所以32.0g固中C元素和H元素的質(zhì)量比＝1.2g：0.4g=3：1
（6）加熱到220℃，此時(shí)的Cu(OH)₂和CuCO₃都已全部分解，得到純凈的CuO24g，若將24.0g剩余固體繼續(xù)加熱到更高的溫度，發(fā)現(xiàn)固體質(zhì)量減少了2.4g后質(zhì)量不再改變，根據(jù)質(zhì)量守恒定律分析，減少的質(zhì)量只可能是氧氣，故此過程中可能發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式：4CuO^△2Cu₂O+O₂↑