Question

（2013?重慶模擬）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（兩者都不含結晶水）．
Ⅰ．按照乙同學的觀點，你認為其原理是

Cu²⁺+CO₃^2-+H₂O=Cu（OH）₂↓+CO₂↑

（用離子方程式表示）．
Ⅱ．將上述產生的藍色沉淀洗滌、干燥后放入試管中加熱，定性探究生成物的成分．

（1）B裝置中試劑的化學式是

CuSO₄

，C裝置中試劑的名稱是

澄清石灰水

；
（2）能證明乙同學觀點正確的實驗現象是

B中白色固體變為藍色，C中澄清石灰水不變渾濁

．
Ⅲ．研究性學習小組的同學為了測定一包由CuCO₃和Cu（OH）₂組成的混合物中Cu（OH）₂的質量分數，設計出下列裝置進行實驗．

（1）各裝置連接的順序為

CABD

；
（2）實驗開始和結束時都要通入過量的空氣，結束時通入過量空氣的作用是

可以將裝置中滯留的水蒸氣和二氧化碳趕出

；
（3）若沉淀樣品的質量為m g，裝置D質量增加了n g，則其中Cu（OH）₂的質量分數為

100(11m-31n)

11m

%

．
（4）利用上述裝置測出的Cu（OH）₂質量分數偏低，其原因是

空氣中的水蒸氣和二氧化碳被裝置D中的堿石灰吸收

．

Answer 1

分析：Ⅰ、CO₃^2-水解成堿性，Cu²⁺與OH^?結合生成Cu（OH）₂；
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，澄清石灰水變渾濁說明含有CuCO₃；
（2）若沉淀是Cu（OH）₂，加熱氫氧化銅得到氧化銅、水，B中無水硫酸銅變藍，C中澄清石灰水不變渾濁；
Ⅲ、（1）根據CuCO₃和Cu（OH）₂受熱分解的產物和檢驗所產生的現象來連接裝置；
（2）堿石灰可以吸收水和二氧化碳，空氣中的水以及二氧化碳會干擾試驗結果應該將其排除掉；
（3）裝置D質量增加了n克，即生成水的質量是ng，根據原子守恒計算得到；
（4）上述裝置測出的Cu（OH）₂質量分數偏低，是因為最后堿石灰吸收二氧化碳的同時吸收空氣中的二氧化碳和水蒸氣，使碳酸銅質量增大，氫氧化銅質量分數減�。�

解答：解：Ⅰ、乙同學認為沉淀可能是Cu（OH）₂，原因是CO₃^2-水解成堿性，Cu²⁺與OH^?結合生成Cu（OH）₂；反應的離子方程式為Cu²⁺+CO₃^2-+H₂O=Cu（OH）₂↓+CO₂↑，
故答案為：Cu²⁺+CO₃^2-+H₂O=Cu（OH）₂↓+CO₂↑；
Ⅱ、（1）裝置B檢驗是否有水生成，可用無水硫酸銅檢驗，若無水硫酸銅變藍色說明有水生成，驗證沉淀中有氫氧化銅生成，否則沉淀中無氫氧化銅，
用澄清的石灰水檢驗是否產生二氧化碳，裝置C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：CuSO₄；澄清石灰水；
（2）若沉淀是Cu（OH）₂，加熱氫氧化銅得到氧化銅、水，B中無水硫酸銅變藍，C澄清石灰水不變渾濁，
故答案為：B中無水硫酸銅變藍，C澄清石灰水不變渾濁；
Ⅲ、（1）堿石灰可以吸收水和二氧化碳，空氣中的水以及二氧化碳會干擾試驗結果應該將其在實驗之前排除掉，并在裝置的最后放上堿石灰，防止空氣中的水和二氧化碳來干擾試驗結果，可以用濃硫酸來吸收水，用堿石灰來吸收二氧化碳，根據濃硫酸和堿石灰的增重量來確定生成水和二氧化碳的量，故答案為：CABD；
（2）裝置C中堿石灰的作用是：吸收空氣中的H₂O 蒸汽和CO₂，實驗開始時和實驗結束時都要通入過量且處理過的空氣其作用都是將裝置中滯留的H₂O 蒸汽和CO₂排出，
故答案為：將裝置中滯留的水蒸汽和CO₂排出；
（3）若沉淀樣品的質量為m g，裝置D質量增加了n g，依據裝置圖分析可知，D中增加質量為二氧化碳的質量，依據原子守恒計算碳酸鈣質量=

ng

44g/mol

×124g/mol；
氫氧化銅質量=mg-

124n

44

g；
所以氫氧化銅質量分數=

mg- 124n 44 g

mg

×100%=

100(11m-31n)

11m

%，故答案為：

100(11m-31n)

11m

%；
（4）最后堿石灰吸收二氧化碳的同時吸收空氣中的二氧化碳和水蒸氣，使碳酸銅質量增大，氫氧化銅質量分數減小，
故答案為：空氣中的水蒸氣和二氧化碳被裝置D中的堿石灰吸收．

點評：本題考查了物質性質的實驗驗證和組成性質探究，物質含量的測定方法和計算，裝置的選擇原理和作用是解題關鍵，題目難度中等．