Question

(14分)某研究性學習小組將一定濃度的Na₂ CO₃ 溶液滴入CuSO₄ 溶液中得到藍色沉淀。甲同學認為兩者反應只生成一種沉淀CuCO₃ ；乙同學認為兩者相互促進水解，只生成一種沉淀Cu(OH)₂ ；丙同學認為生成CuCO₃ 和Cu(OH)₂兩種沉淀。［查閱資料知：CuCO₃ 和Cu(OH)₂ 均不帶結晶水］

Ⅰ.按照乙同學的理解，Na₂ CO₃ 溶液和CuSO₄ 溶液反應的化學方程式為                      。

在探究沉淀物成分前，須將沉淀從溶液中分離并凈化。具體操作①過濾、②洗滌、③干燥。

Ⅱ.請用下圖所示裝置，選擇必要的試劑，定性探究生成物的成分。

(1)各裝置連接順序為                                       。

(2)裝置C中所裝試劑的名稱是                               。

(3)能證明生成物中有CuCO₃ 的實驗現象是                            。

Ⅲ.若CuCO₃ 和Cu(OH)₂兩者都有，可通過下列所示裝置進行定量分析來測定其組成。

(1)裝置C中堿石灰的作用是                   ，實驗開始和實驗結束時都要通入過量的空氣，其實驗結束時通入空氣的作用是                                                    。

(2)若沉淀樣品的質量為m g，裝置B的質量增加了n g，則沉淀中CuCO₃的質量分數為                  。

 

Answer 1

【答案】

Ⅰ.Na₂CO₃+CuSO₄+H₂O=Cu(OH)₂↓+ Na₂ SO₄+ CO₂↑

Ⅱ.(1)A→C→B  (2)無水硫酸銅  (3)裝置B中澄清石灰石變渾濁

Ⅲ（1）吸收空氣中的水蒸氣和CO₂    將裝置中滯留的水蒸氣和CO₂ 趕出

（2）[1-49n/(9m)] ×100%

【解析】Ⅰ.碳酸鈉水解顯堿性，硫酸銅水解顯酸性，二者相互促進的反應式為

Na₂CO₃+CuSO₄+H₂O=Cu(OH)₂↓+ Na₂ SO₄+ CO₂↑。

Ⅱ.根據碳酸銅的分解產物是CO₂和氧化銅，氫氧化銅的分解產物是水和氧化銅。可分別利用無水硫酸銅檢驗水，澄清的石灰水檢驗CO₂即可。由于通過溶液時會帶出水蒸氣，所以正確的順序是A→C→B。

Ⅲ（1）由于要通過吸收分解產生的CO₂和水蒸氣，而空氣中含有CO₂和水蒸氣等，所以C中堿石灰的作用是吸收空氣中的水蒸氣和CO₂。為了使反應中產生的CO₂全部被堿石灰吸收，可利用空氣將裝置中滯留的水蒸氣和CO₂ 趕出。

(2)裝置B是吸收水蒸氣的，即水蒸氣的質量是ng，所以氫氧化銅的質量是98n/18g。所以碳酸銅的質量就是（m－98n/18）g，因此其質量分數是[1-49n/(9m)] ×100%。