Question

11．在一次化學實驗中，同學們將飽和硫酸銅溶液逐滴加到5mL飽和氫氧化鈉溶液中，觀察到以下異常實驗現象：

實驗序號	滴加CuSO4溶液的量	實驗現象
①	第1～6滴	有藍色沉淀，但振蕩后沉淀消失，形成亮藍色溶液
②	第7～9滴	產生藍色沉淀，且沉淀逐漸增多，振蕩后沉淀不消失，很快沉淀逐漸變黑色

在實驗①中同學們根據所學初中化學知識判斷藍色沉淀是氫氧化銅．
實驗①中藍色沉淀為什么消失？同學們繼續進行如下探究．
【查閱資料】
Ⅰ．氫氧化銅在溫度70℃-80℃時可分解生成氧化銅；
Ⅱ．四羥基合銅酸鈉[Na₂Cu（OH）₄]溶于水，溶液呈亮藍色．
【猜想與討論】小陶認為藍色沉淀消失可能是氫氧化銅發生了分解．其他同學一致否定了他的猜測，理由是如分解則會生成氧化銅是黑色固體，而藍色沉淀消失后是形成亮藍色溶液．
同學們交流討論后，提出以下兩種猜想．
猜想一：少許氫氧化銅可溶于足量水中．
猜想二：氫氧化銅可在足量氫氧化鈉濃溶液中溶解，溶液呈亮藍色．
【實驗探究】同學們用氫氧化銅粉末（其它試劑可任選）設計如下實驗．請填寫表中空格．

實驗序號	實驗方法與操作	實驗現象	結論
③	將少許Cu（OH）2粉末加到5mL蒸餾水中，充分振蕩	沉淀不溶解，液體仍為無色	猜想一錯誤
④	將少許Cu（OH）2粉末加入到足量氫氧化鈉濃溶液中，充分振蕩，固體溶解	溶液呈亮藍色	猜想二正確

【結論與反思】
（1）根據實驗可知飽和硫酸銅溶液與飽和氫氧化鈉溶液的反應是放熱反應依據的實驗現象是藍色沉淀逐漸變為黑色．
（2）寫出氫氧化銅受熱分解生成黑色固體的化學方程式Cu（OH）₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuO+H₂O；
【實踐與運用】將8.0g氫氧化鈉完全溶于水形成溶液，向其中加入一定質量的硫酸銅溶液，恰好完全反應，所得混合物總質量為109.8g．計算：
（1）反應產生沉淀的質量．（寫出計算過程）
（2）反應后所得溶液的溶質質量分數．（寫出計算過程，結果精確到0.1%）

Answer 1

分析 根據硫酸銅和氫氧化鈉反應產生氫氧化銅藍色沉淀和硫酸鈉，寫出反應的方程式；
【猜想與討論】根據實驗①的現象是沉淀消失，形成亮藍色溶液，而不是產生黑色固體分析；
【實驗探究】③根據實驗的目的否定猜想一分析實驗現象；
④根據實驗目的是驗證猜想二成立設計實驗并描述實驗現象；
【結論與反思】（1）根據現象及資料信息分析能量變化．
（2）根據給藍色的氫氧化銅加熱生成物分析解答．
【拓展與運用】根據氫氧化鈉的質量利用反應的化學方程式求出生成沉淀的質量和硫酸鈉的質量．

解答 解：硫酸銅和氫氧化鈉反應產生氫氧化銅藍色沉淀和硫酸鈉，故反應的方程式為：CuSO₄+2NaOH=Cu（OH）₂↓+Na₂SO₄；
【猜想與討論】根據實驗①的現象是沉淀消失，形成亮藍色溶液，而不是產生黑色固體，因此小陶認為藍色沉淀消失可能是Cu（OH）₂發生了分解是錯誤的；
【實驗探究】③實驗的目的否定猜想一，因此加水沉淀不溶解；
④實驗目的是驗證猜想二成立，即是氫氧化銅溶于氫氧化鈉溶液產生的亮藍色的溶液；
故答案為：

實驗序號	實驗方法與操作	實驗現象	結論
③	將少許Cu（OH）2粉末加到5mL蒸餾水中，充分振蕩	沉淀不溶解，液體仍為無色	猜想一錯誤
④	將少許Cu（OH）2粉末加入到足量氫氧化鈉濃溶液中，充分振蕩，固體溶解	溶液呈亮藍色	猜想二正確

【結論與反思】
（1）根據表格1可知隨著氫氧化鈉溶液的滴加，觀察到產生藍色沉淀，且沉淀逐漸增多．振蕩后沉淀不消失，很快沉淀逐漸變黑色，結合資料Ⅰ．Cu（OH）₂在室溫下穩定，70℃-80℃時可脫水分解生成CuO，因此說明飽和CuSO₄溶液與飽和NaOH溶液的反應是放熱反應；
（2）根據氫氧化銅不穩定，在加熱的情況下易分解，生成一種黑色固體和水，則推測該反應產物為氧化銅和水，則其化學方程式是Cu（OH）₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuO+H₂O
【拓展與運用】
設反應產生沉淀的質量為x，反應后所得溶液的溶質質量為Y．
2NaOH+CuSO₄═Cu（OH）₂↓+Na₂ SO₄
80              98          142
8g              x            y
$\frac{80}{8g}=\frac{98}{x}=\frac{142}{y}$
 x=9.8g    y=14.2g               
反應后所得溶液的溶質質量分數為：為：$\frac{14.2g}{109.8g-9.8g}$×100%=14.2%．
答案：
【猜想與討論】如分解則會生成氧化銅是黑色固體，而藍色沉淀消失后是形成亮藍色溶液；
【實驗探究】

實驗序號	實驗方法與操作	實驗現象	結論
③	將少許Cu（OH）2粉末加到5mL蒸餾水中，充分振蕩	沉淀不溶解，液體仍為無色	猜想一錯誤
④	將少許Cu（OH）2粉末加入到足量氫氧化鈉濃溶液中，充分振蕩，固體溶解	溶液呈亮藍色	猜想二正確

【結論與反思】（1）藍色沉淀逐漸變為黑色；    （2）Cu（OH）₂ $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuO+H₂O
【拓展與運用】
反應產生沉淀的質量是9.8g．反應后所得溶液的溶質質量分數為14.2%．

點評 本題屬于信息題的考查，解題的依據是題目的信息結合已有的相關知識進行分析，能夠考查學生的知識遷移能力．