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藍色固體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：
①Cu（OH）₂和CuCO₃晶體均不帶結晶水；
②Cu（OH）₂、CuCO₃受熱易分解，各生成對應的兩種氧化物．
③無水硫酸銅遇水變藍色．
（三）設計與實驗：
Ⅰ．固體的獲取：
（1）將反應后的固、液混合物經過濾、洗滌、低溫烘干得藍色固體．
（2）判斷固體已洗凈的方法及現象

 

．
Ⅱ．用下圖所示裝置，定性探究固體的成分．

（3）若用裝置A、B組合進行實驗，B中無現象，則猜想

 

正確；
（4）若用裝置A、C組合進行實驗，C中無現象，則猜想

 

正確；
（5）小組同學將裝置按 A、

 

、

 

（填“B”、“C”）的順序組合進行實驗，驗證出猜想三是正確的．
結論：固體為Cu（OH）₂和CuCO₃的混合物．
Ⅲ．固體成分定量測定：
已知Cu（OH）₂的分解溫度為66℃∽68℃，CuCO₃的分解溫度為200℃∽220℃．設固體的組成為aCu（OH）₂?bCuCO₃．小組同學用熱
分析儀對固體進行熱分解，獲得相關數據，
繪成固體質量變化與分解溫度的關系如圖，
請根據圖示回答下列問題：
（6）寫出A B、C D段發生反應的化學方程式：
AB段：

 

；
CD段：

 

；
（7）通過計算可得：a：b=

 

．

Answer 1

分析：（一）猜想與假設：①根據復分解反應的原理進行分析，
②根據碳酸鈉在水中水解的產物進行分析．
（三）設計與實驗：
（2）根據碳酸鈉會與鹽酸反應生成二氧化碳進行分析，
（3）根據氫氧化鈣會與二氧化碳反應生成碳酸鈣沉淀進行分析，
（4）根據無水硫酸銅遇水變藍進行分析，
（5）根據檢驗水要放在檢驗二氧化碳的前面進行分析，
（6）根據氫氧化銅和碳酸銅的分解溫度進行分析，
（7）根據氫氧化銅和碳酸銅分解的化學方程式進行分析．

解答：解：（一）猜想與假設：
①碳酸鈉和硫酸銅反應生成碳酸銅沉淀和硫酸鈉，故答案為：Na₂CO₃+CuSO₄=CuCO₃↓+Na₂SO₄；
②碳酸鈉是強堿弱酸鹽，在水中水解后會生成氫氧根離子，故答案為：堿性
（三）設計與實驗：
（2）固體上殘留的碳酸鈉會與鹽酸反應生成二氧化碳氣體，故答案為：取最后洗滌液少量，滴加適量的稀鹽酸，無氣泡產生；
（3）B中無現象，說明沒有生成二氧化碳，也就說明固體中沒有碳酸銅，故答案為：二
（4）C中沒有現象，說明沒有水生成，也就說明固體中沒有氫氧化銅沉淀，故答案為：一
（5）檢驗水要放在檢驗二氧化碳的前面，否則通過石灰水時攜帶的水蒸氣會對檢驗水產生干擾，故答案為：A、C、B
（6）AB段的溫度大于60℃但是沒有超過200℃，從圖象中看出也不超過100℃，符合氫氧化鐵的分解溫度，故答案為：Cu（OH）₂

△   .

CuO+H₂O；
CD段的溫度超過了200℃，符合碳酸銅的分解溫度，故答案為：CuCO₃

△   .

CuO+CO₂↑
（7）AB段是氫氧化銅在分解，固體質量減少3.6克，CD段是碳酸銅在分解，固體質量減少4.4克，
    Cu（OH）₂

△   .

CuO+H₂O     CuCO₃

△   .

CuO+CO₂↑
從方程式可以看出一個氫氧化銅分解會生成一個水，一個碳酸銅分解會產生一個二氧化碳，而AB段的氫氧化銅減少了3.6克水，減少了0.2個的水，需要0.2個氫氧化銅，CD段的碳酸銅分解減少了4.4克二氧化碳，相當于減少了0.1個二氧化碳，需要0.1個碳酸銅，所以a：b=2：1，故答案為：a：b=2：1
故答案為：（一）①Na₂CO₃+CuSO₄=CuCO₃↓+Na₂SO₄；
②：堿性
（三）（2）：取最后洗滌液少量，滴加適量的稀鹽酸，無氣泡產生；
（3）：二
（4）一
（5）A、C、B
（6）Cu（OH）₂

△   .

CuO+H₂O；
CuCO₃

△   .

CuO+CO₂↑
（7）2：1

點評：在解此類題時，首先要將題中的知識認知透，然后結合學過的知識進行解答，此類題難度較大，要細心進行分析解答．