Question

（12分）某研究性學習小組同學對Na₂CO₃溶液與CuSO₄溶液反應生成沉淀的成分產生了分歧．
【猜想】
小明認為只含CuCO₃，小剛認為只含Cu（OH）₂，小林認為是CuCO₃和Cu（OH）₂的混合物，
（1）小明同學的化學反應方程式可表示為

 

．
（2）小林提出只要在沉淀中加一種試劑即可知道小剛的結論是錯誤的，該試劑   是

 

．
【查閱資料】
資   料：Na₂CO₃溶液與CuSO₄溶液反應會產生CuCO₃，也可能生成Cu（OH）₂沉淀．
【設計方案】
為了進一步確證該沉淀的組成，設計了如下的實驗方案：
取上述烘干后的沉淀樣品10g，進行如下圖所示的實驗．

【說明】
（1）堿石灰是CaO與NaOH 的固體混合物．
（2）操作步驟：
①連接好裝置，檢查氣密性；
②打開彈簧夾C，在A處緩緩通入一段時間空氣；
③稱量F的質量；
④關閉彈簧夾C，慢慢滴加稀硫酸至過量，直至D中無氣泡冒出；
⑤打開彈簧夾C，再次緩緩通入一段時間空氣；⑥再次稱量F的質量，得前后兩次質量差為1.1g．
【問題探究】
（3）寫出圖中標有序號的儀器的名稱：①

 

②

 

（4）B裝置的作用是

 

，
G裝置的作用是

 

．
（5）反應結束后，打開彈簧夾C，再次緩緩通入一段時間空氣，目的是

 

．
（6）若沒有E裝置，則測得沉淀樣品中CuCO₃的質量會

 

．（填“偏大”或“偏小”）
【數據計算】
（7）CuCO₃的質量分數？（在下面空白處寫出計算的過程）（3分）
（8）通過上述計算，確認沉淀樣品組成是

 

．

Answer 1

分析：鑒別碳酸銅與硫酸銅，實質上就是碳酸鹽的檢驗；
氫氧化鈉溶液屬于堿性物質，能吸收空氣中的二氧化碳；
堿石灰的主要成分是生石灰與氫氧化鈉的混合物，這兩種物質既可以吸收水，還能吸收二氧化碳．

解答：解：（1）小明認為只含CuCO₃，則是認為是碳酸鈉在與硫酸銅反應，故答案為：Na₂CO₃+CuSO₄═CuCO₃↓+Na₂SO₄；
（2）CuCO₃與Cu（OH）₂的差別在與碳酸銅能與酸反應產生氣體，而氫氧化銅與酸反應無氣體放出，所以要鑒別這兩種物質，就可以采用加酸的方法，故本題答案為：稀鹽酸；
（3）根據已有知識，圖中給出的儀器分別為分液漏斗和錐形瓶，所以本題答案為：分液漏斗，錐形瓶；
（4）要確定樣品的組成，本題是通過與硫酸反應，準確測定二氧化碳的質量，再計算碳酸銅的質量，從而確定是否含有氫氧化銅，所以需排除空氣中二氧化碳和水的干擾，故本題答案為：除空氣的二氧化碳，防止空氣中的二氧化碳和水進入F裝置中，影響測量結果；
（5）為確保實驗結果的準確性，需要稱量生成的全部二氧化碳的質量，所以要利用壓強的關系，把生成的二氧化碳全部趕入F中，故本題答案為：將裝置中的二氧化碳全部趕入F中；
（6）濃硫酸具有吸水性，可以把混在二氧化碳中的水蒸氣吸掉，如果沒有E裝置，將會使一部分水蒸氣進入F中，從而使二氧化碳質量增大，計算出的碳酸銅的質量偏大，故本題答案為：偏大；
（7）解：分析實驗數據可知，生成的二氧化碳的質量為1.1g，設碳酸銅的質量為x，
     CuCO₃ +H₂SO₄=CuSO₄+H₂O+CO₂↑
     124                       44
      X                        1.1g
          
            

124

x

=

44

1.1g

               x=3.1g
∴CuCO₃%=

3.1g

10g

×100%
=31%
 （8）樣品一共10g，通過計算碳酸銅含有3.1g，所以樣品中含有氫氧化銅，故答案為：CuCO₃和Cu（OH）₂．

點評：本題屬于難度較大綜合性較強的物質推斷題，完成此類題目，要注意分析題干所提供的信息，明確各種物質的性質，以及哪些因素對實驗結果有影響，認真分析實驗數據，仔細作答，還要注意平時知識的積累．