Question

（2013?信陽二模）某小組同學將一定濃度NaHCO₃溶液加入到CuSO₄溶液中發(fā)現(xiàn)生成了沉淀．甲同學認為沉淀是CuCO₃；乙同學認為沉淀是CuCO₃和Cu（OH）₂的混合物，他們設計實驗測定沉淀中CuCO₃的質(zhì)量分數(shù)．兩同學利用下圖所示裝置進行測定

（1）在研究沉淀物組成前，須將沉淀從溶液中分離并凈化．具體操作依次為

過濾

、洗滌、干燥；其中“洗滌”的具體操作是

在過濾器中用玻璃棒引流添加蒸餾水浸沒濾渣，靜止，如此重復2-3次

．
（2）裝置E中堿石灰的作用

防止空氣中CO₂和水蒸氣進入裝置D影響二氧化碳的質(zhì)量測定

（3）實驗過程中有以下操作步驟：
a．關閉K₁、K₃，打開K₂、K₄，充分反應    b．打開K₁、K₄，關閉K₂、K₃，通入過量空氣  c．打開K₁、K₃，關閉K₂、K₄，通入過量空氣．正確的順序是

cab

（填選項序號，下同）；若未進行步驟

b

，將使測量結果偏低．
（4）B中產(chǎn)生氣體的離子方程式為

CuCO₃+2H⁺=Cu²⁺+CO₂↑+H₂O

（5）若沉淀樣品的質(zhì)量為m g，裝置D的質(zhì)量增加了n g，則沉淀中CuCO₃的質(zhì)量分數(shù)為

31n

11m

．

Answer 1

分析：（1）在研究沉淀物組成前，須將沉淀從溶液中分離并凈化，需要過濾、洗滌、干燥；
 （2）實驗通過測定D裝置質(zhì)量裝置確定二氧化碳的質(zhì)量，進而確定沉淀中碳酸銅的質(zhì)量，計算碳酸銅的質(zhì)量分數(shù)．裝置E中堿石灰的作用是吸收空氣中的CO₂和水蒸氣，防止空氣中CO₂和水蒸氣進入裝置D影響二氧化碳的質(zhì)量測定；
（3）實驗通過測定D裝置質(zhì)量裝置確定二氧化碳的質(zhì)量，進而確定沉淀中碳酸銅的質(zhì)量，計算碳酸銅的質(zhì)量分數(shù)．開始裝置內(nèi)含有二氧化碳，應向裝置內(nèi)通入除去二氧化碳的空氣，排盡裝置內(nèi)的二氧化碳，故應打開K₁、K₃，關閉K₂、K₄；然后從分液漏斗中加入硫酸，充分反應；故應關閉K₁、K₃，打開K₂、K₄；反應完畢，容器內(nèi)殘留部分二氧化碳，應向裝置內(nèi)通入除去二氧化碳的空氣，排出裝置內(nèi)的二氧化碳使反應生成的二氧化碳被裝置D完全吸收，否則會導致二氧化碳測定的質(zhì)量偏低，測定碳酸銅的質(zhì)量分數(shù)偏低；
（4）碳酸銅和稀硫酸反應生成硫酸銅、水和二氧化碳，根據(jù)離子方程式書寫規(guī)則書寫；
（5）裝置D的質(zhì)量增加的ng為反應生成的二氧化碳的質(zhì)量，計算二氧化碳的物質(zhì)的量，根據(jù)碳元素守恒可知n（CuCO₃）=n（CO₂），進而計算沉淀中CuCO₃的質(zhì)量分數(shù)．

解答：解：（1）在研究沉淀物組成前，須將沉淀從溶液中分離并凈化，需要過濾、洗滌、干燥，洗滌操作步驟是：在過濾器中用玻璃棒引流添加蒸餾水浸沒濾渣，靜止，如此重復2-3次，
故答案為：過濾；在過濾器中用玻璃棒引流添加蒸餾水浸沒濾渣，靜止，如此重復2-3次；
（2）實驗通過測定D裝置質(zhì)量裝置確定二氧化碳的質(zhì)量，進而確定沉淀中碳酸銅的質(zhì)量，計算碳酸銅的質(zhì)量分數(shù)．裝置E中堿石灰的作用是吸收空氣中的CO₂和水蒸氣，防止空氣中CO₂和水蒸氣進入裝置D影響二氧化碳的質(zhì)量測定，
故答案為：防止空氣中CO₂和水蒸氣進入裝置D影響二氧化碳的質(zhì)量測定；
（3）實驗通過測定D裝置質(zhì)量裝置確定二氧化碳的質(zhì)量，進而確定沉淀中碳酸銅的質(zhì)量，計算碳酸銅的質(zhì)量分數(shù)．開始裝置內(nèi)含有二氧化碳，應向裝置內(nèi)通入除去二氧化碳的空氣，排盡裝置內(nèi)的二氧化碳，故應打開K₁、K₃，關閉K₂、K₄；然后從分液漏斗中加入硫酸，充分反應；故應關閉K₁、K₃，打開K₂、K₄；反應完畢，容器內(nèi)殘留部分二氧化碳，應向裝置內(nèi)通入除去二氧化碳的空氣，排出裝置內(nèi)的二氧化碳使反應生成的二氧化碳被裝置D完全吸收，故正確的順序是cab；
反應完畢，容器內(nèi)殘留部分二氧化碳，應向裝置內(nèi)通入除去二氧化碳的空氣，排出裝置內(nèi)的二氧化碳使反應生成的二氧化碳被裝置D完全吸收，否則會導致二氧化碳測定的質(zhì)量偏低，測定碳酸銅的質(zhì)量分數(shù)偏低，
故答案為：cab；b；
（4）碳酸銅和稀硫酸反應生成硫酸銅、水和二氧化碳，離子反應方程式為CuCO₃+2H⁺=Cu²⁺+CO₂↑+H₂O，故答案為：CuCO₃+2H⁺=Cu²⁺+CO₂↑+H₂O；
（5）裝置D的質(zhì)量增加的ng為反應生成的二氧化碳的質(zhì)量，二氧化碳的物質(zhì)的量=

ng

44g/mol

=

n

44

mol，根據(jù)碳元素守恒可知n（CuCO₃）=n（CO₂）=

n

44

mol，故碳酸銅的質(zhì)量為

n

44

mol×124g/mol=

31n

11

g，故沉淀中CuCO₃的質(zhì)量分數(shù)為

31n

11m

g×100%=

31n

11m

，
故答案為：

31n

11m

．

點評：本題考查學生對實驗原理與裝置的理解評價、對實驗操作的理解、物質(zhì)含量的測定、化學計算等，難度中等，是對所學知識的綜合運用，需要學生具備扎實的基礎知識與分析問題、解決問題能力．