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：
（1）Cu（OH）₂和CuCO₃晶體均不帶結晶水；
（2）Cu（OH）₂、CuCO₃受熱易分解，各生成對應的兩種氧化物．
（3）無水硫酸銅為白色，吸水后會變成藍色．
（三）設計與實驗：
Ⅰ．固體的獲取：
（1）將反應后的固、液混合物經    、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．用如圖所示裝置，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，則猜想二正確；
（4）若用裝置A、C組合進行實驗，C中無現象，則猜想一正確；
（5）小組同學將裝置按 A、    （填“B、C”或“C、B”）的順序組合進行實驗，驗證出猜想三是正確的，實驗中：B中的現象為    ，C中的現象為    ．
結論：固體為Cu（OH）₂和CuCO₃的混合物．
Ⅲ．固體成分定量測定：
（6）小組同學稱取該固體樣品20 g，逐滴加入稀鹽酸至無氣泡冒出為止，共用去稀鹽酸100克，所得溶液質量為115.6克，請計算該固體樣品中CuCO₃的質量分數．

Answer 1

【答案】分析：【猜想與假設】猜想一：根據碳酸鈉和硫酸銅反應生成藍色沉淀進行分析；
猜想二：根據氫氧根離子會與銅離子生成氫氧化銅沉淀進行分析；
【設計與實驗】（1）根據將固體和液體進行分離的方法進行分析；
（2）根據澄清石灰水會與二氧化碳反應檢驗二氧化碳的存在進行分析；
（5）要分析檢驗水和二氧化碳的順序；
（6）根據質量減少為二氧化碳的質量求出碳酸銅的質量進而求出CuCO₃的質量分數進行解答．
解答：解：【猜想與假設】猜想一：碳酸鈉和硫酸銅反應生成碳酸銅沉淀和硫酸鈉，化學反應方程式為：Na₂CO₃+CuSO₄=CuCO₃↓+Na₂SO₄；
猜想二：碳酸鈉是強堿弱酸鹽，在水中會進行水解生成氫氧根離子，顯堿性；
【設計與實驗】（1）過濾是將不溶性物質從溶液中分離的一種操作，該題需要將固、液分離，操作為：過濾；
（2）固體上殘留的碳酸鈉會與鹽酸反應生成二氧化碳氣體，判斷固體已洗凈的方法及現象為：取最后洗滌液少量，滴加適量的稀鹽酸，無氣泡產生；
（3）B中無明顯現象，說明了沒有二氧化碳生成，固體中也就沒有碳酸銅，故答案為：二；
（4）C中無明顯現象，說明沒有水生成，固體中也就沒有氫氧化銅，故答案為：一；
（5 ）要證明生成物中有水和二氧化碳，應先證明水再證明二氧化碳，將裝置按 A、C、B的順序安裝；實驗中：B中的現象為石灰水變渾濁；C中的現象為白色固體變藍，說明固體為Cu（OH）₂和CuCO₃的混合物；
（6）設碳酸銅的質量為x．
二氧化碳的質量為20g+100g-115.6g=4.4g
 CuCO₃+2HCl=CuCl₂+H₂O+CO₂↑
  124                 44
   x                  4.4g

x=12.4g
該固體樣品中CuCO₃的質量分數==62%
答：該固體樣品中CuCO₃的質量分數62%．
故答案為：猜想一：Na₂CO₃+CuSO₄═CuCO₃↓+Na₂SO₄；
猜想二：堿；
（三）設計與實驗：
（1）過濾；
（2）取最后洗滌液少量于試管中，滴加適量的稀鹽酸，無氣泡產生；
（5）C、B；石灰水變渾濁；白色固體變藍；
（6）62%．
點評：通過該題，需要掌握檢驗混合物中的水蒸汽和二氧化碳時，應先檢驗水蒸汽，再檢驗二氧化碳，因為若先檢驗二氧化碳的話，即使原混合物中沒有水蒸汽也會從石灰水中帶出水蒸汽．除去混合物中的水蒸汽和二氧李碳時，應先除二氧化碳，再除水蒸汽，因為若先除水蒸汽的話，通過石灰水或氫氧化鈉溶液除二氧化碳時又會讓氣體中混入水蒸汽．