Question

聰聰同學(xué)在實驗室?guī)屠蠋熣�理廢棄藥品時發(fā)現(xiàn)一瓶沒有標(biāo)簽的綠色粉末，對其組成很好奇。征得老師允許后，設(shè)計了以下實驗進(jìn)行探究。

操作步驟	實驗現(xiàn)象	結(jié)論或化學(xué)反應(yīng)方程式
取少量樣品置于試管中，加入足量稀硫酸，將試管用導(dǎo)管與澄清石灰水相連。	①產(chǎn)生大量氣體，使石灰水變渾濁。 ②樣品全部溶解，溶液呈藍(lán)色。	①樣品中含有    離子 ②樣品中含有    離子
在上述藍(lán)色溶液中，插入一根潔凈的鐵絲。	①鐵絲表面緩緩產(chǎn)生少量氣泡。 ②片刻后鐵絲表面出現(xiàn)紅色物質(zhì)。	①                 [ ②                 （均用方程式表示）

為了進(jìn)一步確定該物質(zhì)的元素組成，查閱部分資料后，他繼續(xù)進(jìn)行了實驗。

【資料查閱】白色的無水硫酸銅可做吸水劑，遇水會變成藍(lán)色。

【實驗步驟】

①如圖搭建實驗儀器，并檢驗裝置的氣密性。

②在A裝置中裝入11.1g綠色粉末。關(guān)閉K₁，打開K₂、K₃，持續(xù)通入適量N₂。

③關(guān)閉K₂、K₃，分別稱量裝置B、C、D的質(zhì)量，記錄數(shù)據(jù)。

④打開K₃，點燃酒精燈加熱綠色粉末直至裝置C中無氣泡產(chǎn)生時，關(guān)閉K₃，熄滅酒精燈。分別稱量裝置B、C、D的質(zhì)量，記錄數(shù)據(jù)。

⑤待A冷卻后，打開K₁、K₃，持續(xù)通入適量CO，再次點燃酒精燈加熱。

⑥當(dāng)A中粉末全部變紅后，熄滅酒精燈。試管冷卻后，關(guān)閉K₁。稱量裝置A、B、C、D的質(zhì)量，記錄數(shù)據(jù)。

【實驗現(xiàn)象和數(shù)據(jù)處理】

	裝置A	裝置B	裝置C	裝置D
第一次 加熱后	綠色粉末變黑色	質(zhì)量增加0.9g	出現(xiàn)白色沉淀， 質(zhì)量增加2.2g	無明顯變化 質(zhì)量不改變
第二次 加熱后	黑色粉末變紅色 質(zhì)量為6.4g	無明顯變化， 質(zhì)量不改變	沉淀先增加后部分溶解； 質(zhì)量增加	無明顯變化 質(zhì)量不改變

【實驗分析與反思】

（1）、老師看了實驗方案后認(rèn)為，從環(huán)保的角度來看，此裝置有一個缺陷，建議裝置D后還應(yīng)添加一個酒精燈，并在實驗步驟      (填實驗步驟的序號)中點燃

（2）、步驟②通入氮氣的目的是：                      

【實驗結(jié)論】

該綠色粉末的組成元素是：         ；各元素的質(zhì)量比為：        （寫出計算過程）

 

Answer 1

【答案】

碳酸根（CO₃^2－ ）  銅離子（Cu²⁺）

Fe＋H₂SO₄ ====H₂ ↑＋FeSO₄     Fe ＋ Cu SO₄ === Cu＋FeSO₄

【實驗現(xiàn)象和處理】白色粉末變藍(lán)色

【實驗分析與反思】⑤   將試管內(nèi)的空氣排盡，以免其中有物質(zhì)和綠色粉末反應(yīng)

【實驗結(jié)論】  Cu、 C、O、H  

Cu： C：H：O==64：6： 1：40（過程有錯誤不得分）

【解析】由“與酸反應(yīng)生成可使澄清石灰水變渾濁的氣體”可推斷出，樣品中含有碳酸根（CO₃^2－ ）；“樣品全部溶解，溶液呈藍(lán)色”說明樣品中含有 銅離子（Cu²⁺）；過量的稀硫酸與鐵反應(yīng)產(chǎn)生少量氣泡，F(xiàn)e＋H₂SO₄=FeSO₄＋H₂↑，“鐵絲表面出現(xiàn)紅色物質(zhì)”Fe＋CuSO₄=FeSO₄＋Cu；

【實驗現(xiàn)象和處理】裝置B質(zhì)量增加0.9g，說明吸收了水蒸氣，無水CuSO₄遇水變藍(lán)色。

【實驗分析與反思】（1）由于CO有毒，故在通入CO前應(yīng)先點燃酒精燈，實驗步驟為⑤。

（2）步驟②通入氮氣的目的是將試管內(nèi)的空氣排盡，以免其中有物質(zhì)和綠色粉末反應(yīng)。

【實驗結(jié)論】由實驗可知：該綠色粉末的組成元素是： Cu、 C、O、H；  銅元素的質(zhì)量為6.4g，碳元素的質(zhì)量為2.2g×12／44=0.6g，氫元素的質(zhì)量為0.9g×2／18=0.1g，氧元素的質(zhì)量=氧化銅中氧元素質(zhì)量+0.9g水中氧元素的質(zhì)量+2.2gCO2中的氧元素的質(zhì)量=6.4g×16／64＋0.9g×16／18＋2.2g×32／44＝4.0g。故各元素的質(zhì)量比為Cu： C：H：O==6.4g：0.6g：0.1g：4.0g=64：6： 1：40。