Question

7．某研究性學習小組將一定濃度的Na₂CO₃溶液滴入CuSO₄溶液中得到藍色沉淀．
甲同學認為沉淀可能是CuCO₃； 乙同學認為沉淀可能是Cu（OH）₂；
丙同學認為沉淀可能是CuCO₃和Cu（OH）₂的混合物．（查閱資料知：CuCO₃和Cu（OH）₂均不帶結晶水）
Ⅰ、按照甲同學的觀點，在探究沉淀成分前，須對溶液中的沉淀進行如圖1操作：過濾、洗滌、低溫干燥，檢驗沉淀洗滌干凈的方法是取最后一次洗滌液，滴加BaCl₂溶液，無沉淀生成，說明已洗凈．
Ⅱ、請用圖2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A→C→B．
（2）能證明生成物中有CuCO₃的實驗現象是裝置B中澄清石灰水變渾濁．
Ⅲ、若CuCO₃和Cu（OH）₂兩者都有，可利用下列裝置通過實驗測定其組成．若沉淀樣品的質量為m克，裝置B質量增加了n克，則沉淀中Cu（OH）₂的質量分數為$\frac{49n}{9m}$．

Answer 1

分析 Ⅰ、先將固體與溶液分離，采取過濾方法，然后洗滌沉淀附著的物質，再進行干燥，可得較純凈的沉淀；
Ⅱ、利用加熱的方法檢驗，氫氧化銅和碳酸銅加熱分解得到氧化銅、水和二氧化碳，若有氫氧化銅可用無水硫酸銅檢驗，若有碳酸銅可用澄清的石灰水檢驗產生的二氧化碳，澄清石灰水變渾濁說明含有CuCO₃；
Ⅲ、裝置B質量增加了n克，說明分解生成ng水，根據水的質量計算沉淀中氫氧化銅的質量，沉淀質量減去氫氧化銅的質量等于碳酸銅的質量，再利用質量分數的定義計算．

解答 解：Ⅰ、先將固體與溶液分離，采取過濾方法，然后洗滌沉淀附著的物質，再進行干燥，可得較純凈的沉淀，若沉淀洗滌干凈，則洗滌液中不含有碳酸根離子，檢驗沉淀是否洗滌干凈的方法：取最后一次洗滌液，滴加BaCl₂溶液，無沉淀生成，說明已洗凈，故答案為：過濾、洗滌；取最后一次洗滌液，滴加BaCl₂溶液，無沉淀生成，說明已洗凈；
Ⅱ、（1）利用加熱的方法檢驗，氫氧化銅和碳酸銅加熱分解得到氧化銅、水和二氧化碳，若有氫氧化銅可用無水硫酸銅檢驗，若有碳酸銅可用澄清的石灰水檢驗產生的二氧化碳．
故答案為：A→C→B；
（2）用澄清的石灰水檢驗是否產生二氧化碳，裝置B中澄清石灰水變渾濁，說明生成二氧化碳，即說明含有CuCO₃，故答案為：裝置B中澄清石灰水變混濁；
Ⅲ、裝置B質量增加了n克，說明分解生成ng水，水的物質的量為$\frac{n}{18}$mol，根據氫元素守恒可知氫氧化銅的物質的量為$\frac{n}{18}$mol，故氫氧化銅的質量為$\frac{n}{18}$mol×98g/mol=$\frac{49n}{9}$g，沉淀中氫氧化銅的質量分數為$\frac{\frac{49n}{9}}{m}$×100%=$\frac{49n}{9m}$，故答案為：$\frac{49n}{9m}$．

點評 考查對實驗方案設計與裝置的理解、實驗基本操作、化學計算等，難度中等，理解實驗原理是 解題的關鍵，是對知識的綜合運用，需要學生具備扎實的基礎知識與運用知識分析問題、解決問題的能力．