Question

將過量的Na₂CO₃溶液滴入到一定量CuSO₄溶液中得到藍色固體。某研究性學習小組對固體沉淀的成分進行了如下探究。請完成下列各題：
（一）猜想與假設：
猜想一：固體為CuCO₃，理由：               （用化學反應方程式表示）。
猜想二：固體為Cu(OH)₂，理由：Na₂CO₃溶液呈     （填“酸”或“堿”）性。
猜想三：固體為Cu(OH)₂和CuCO₃的混合物。
（二）資料查閱：
①結晶水合物受熱后易失去結晶水，如CuSO₄?5H₂OCuSO₄ ＋ 5H₂O↑；
②Cu(OH)₂、CuCO₃受熱易分解，各生成對應的兩種氧化物。
③無水氯化鈣可做吸水劑；堿石灰的主要成分為氫氧化鈉固體和氧化鈣
（三）設計與實驗：
Ⅰ．固體的獲取：
（1）將反應后的固、液混合物經     、洗滌、室溫晾干得藍色固體。 
Ⅱ．用下圖所示方案，初步定性探究固體的成分。

（2）無色氣體為         
（3）加入足量鐵屑發生反應的方程式為                   、                   
結論：猜想    不成立。
Ⅲ．固體組成定量測定：
設固體為aCu(OH)₂?bCuCO₃?cH₂O，為測定其組成，稱取24.0 g藍色固體。繼續進行實驗：
【實驗步驟】

圖中注射器處為兩個單向閥：推注射器時a關閉，b處打開；拉注射器時，a打開進空氣，b關閉。
實驗步驟 ①組裝好裝置，檢查氣密性；②反復推拉注射器；③稱量B、C、D、E、F的質量；④關閉彈簧夾，加熱B處試管直到反應不再進行；⑤打開彈簧夾，再次反復緩緩推拉注射器；⑥再次稱量B、C、D、E、F的質量。
問題探究：
（4）寫出Cu(OH)₂、CuCO₃分解的化學方程式                  、                  。
樣品分解的總反應方程式                                    。
說明裝置B中樣品沒有完全反應的現象是                      
（5）D中的藥品為        ，作用是                           。
（6）進行步驟⑤的操作，是為了             ，該操作中推注射器時緩緩的目的是          。
數據處理：

	B	C	D	E	F
反應前	124.0g	250.0g	300.0g	350.0g	360.0g
反應后	116.0g	253.6g	304.2g	350.2g	360.0g

（7）據下表數據，E裝置質量增加的原因是        ；24.0g固體分解出水的質量為     g,；
（8）求該固體的化學式中 a:b:c=               。（寫出計算過程，4分）

Answer 1

（一）猜想與假設：
（2分）猜想一： CuSO4+2NaOH=" Cu" (OH)2↓＋Na2SO4 猜想二：堿性
（三）設計與實驗：
（1）（1分）過濾（2）（1分）二氧化碳（CO2）
（3）（2分）Fe＋H2 SO4="=Fe" SO4＋H2↑     Fe＋CuSO4="=Fe" SO4＋Cu
（1分）結論：猜想 二 不成立。
Ⅲ．固體成分定量測定：
問題探究：
（4）（4分）Cu(OH)2 CuO＋H2O↑；CuCO3 CuO＋CO2↑；
aCu(OH)2?bCuCO3?cH2O (a＋b)CuO＋a H2O↑＋bCO2↑。B中固體沒有完全變黑（或裝置C、裝置D的質量還在變化）
（5）（2分）氫氧化鈉溶液（氫氧化鉀或氫氧化鋇等），吸收B中生成的二氧化碳。
（6）（2分）將B中生成氣體完全排出（使C、D充分吸收）；防止氣流過快，C、D不能充分吸收。
數據處理：
（7）（2分）氣流帶出D中水蒸氣；3.6  g,；
（8）（4分）a:b:c=1:1:1。（評分建議：①分步解答求出碳酸銅、氫氧化銅、結晶水質量各得1分，求出比值的1分；②依據總反應方程式計算或其他合理解法，均請分步給分）

解析