Question

【題目】某學生化學課外興趣小組欲探究CuSO4溶液與Na2CO3溶液混合產生的藍綠色沉淀組成，進行了下列實驗探究。

【提出假設】

假設1：沉淀為CuCO3；

假設2：沉淀為 ；

假設3：沉淀為堿式碳酸銅[化學式可表示為nCu（OH）2·mCuCO3]。

【查閱資料】這三種沉淀受熱均易分解，都生成黑色固體CuO。

【實驗探究】

步驟1：將所得懸濁液過濾，先用蒸餾水洗滌，再用無水乙醇洗滌，風干；

步驟2：取一定量所得固體，用如下裝置（夾持儀器未畫）進行定性實驗；

【問題討論】

（1）假設2中的沉淀為 ，提出該假設的理論依據是 ，

（2）步驟1用無水乙醇洗滌，再風干的目的 ，

（3）裝置D裝有堿石灰的干燥管所起的作用是 ，

（4）若反應后A中藍綠色固體變黑，C中澄清石灰水變渾濁，證明假設 （填寫序號）一定不成立

（5）乙同學認為只要將上圖中B裝置的試劑改用下列某試劑后，通過觀察便可驗證上述所有假設，該試劑是 （填代號）

A．濃硫酸 B．無水CuSO4 C．堿石灰 d．P2O5

（6）該小組經試驗確定假設3成立，他們想進一步測定藍綠色固體的化學式，丙同學查得一些物質在20℃的數據（如下表）后，建議將C中的澄清石灰水改為Ba（OH）2溶液，其原因是 （雙選，填代號）

溶解度（s）/g		溶度積（Ksp）		摩爾質量（M）g/mol
Ca（OH）2	Ba（OH）2	CaCO3	BaCO3	CaCO3	BaCO3
0.16	3.89	2.9×10-9	2.6×10-9	100	197

a．Ba（OH）2溶解度大于Ca（OH）2，能充分吸收CO2

b．Ba（OH）2為強堿，Ca（OH）2為弱堿

c．吸收等量CO2生成的BaCO3的質量大于CaCO3，測量誤差小

d．相同條件下，CaCO3的溶解度明顯大于BaCO3

（7）作上述調整后，若所取藍綠色固體質量為27.1g，實驗結束后裝置B中無水氯化鈣的質量增加2.7g，C中氫氧化鋇溶液里產生沉淀的質量為19.7g。則該藍綠色固體的化學式為 ，

Answer 1

【答案】

（1）Cu（OH）2；碳酸根水解，溶液中含有較多的OH—

（2）利用乙醇的易揮發，帶走洗滌的水

（3）防止外界空氣中的二氧化碳及水蒸氣加入C中，影響實驗結果

（4）假設2；（5）b；（6）a c

（7）2 CuCO33Cu（OH）2或3Cu（OH）22 CuCO3或Cu5 （OH）6（CO3）2

【解析】

試題分析：（1）CuSO4溶液與Na2CO3溶液混合產生藍綠色沉淀，可能是反應生成了碳酸銅沉淀，或雙水解生成了氫氧化銅沉淀，或是堿式碳酸銅，因此假設1中沉淀為CuCO3，假設2為，Cu（OH）2；故答案為：Cu（OH）2；碳酸根水解，溶液中含有較多的OH—；

（2）步驟1用無水乙醇洗滌，乙醇的易揮發，風干時容易帶走洗滌的水，故答案為：利用乙醇的易揮發，帶走洗滌的水；

（3）裝置D裝有堿石灰的干燥管可以防止外界空氣中的二氧化碳及水蒸氣加入C中，影響實驗結果，故答案為：防止外界空氣中的二氧化碳及水蒸氣加入C中，影響實驗結果；

（4）若反應后A中藍綠色固體變黑，C中澄清石灰水變渾濁，證明生成了二氧化碳氣體，證明假設2一定不成立，故答案為：假設2；

（5）實驗驗證碳酸銅或氫氧化銅是利用受熱分解生成的產物性質驗證，加熱時，碳酸銅分解生成二氧化碳和黑色氧化銅，加熱氫氧化銅時生成水蒸氣和黑色氧化銅，所以需要驗證水的存在和二氧化碳的存在就可以證明產生的物質成分，裝置A中加熱是否變化為黑色固體，裝置B選擇無水硫酸銅驗證是否生成水，澄清石灰水是否變渾濁證明是否生成二氧化碳，所以要將上圖中B裝置的試劑改用無水CuSO4，故選b；

（6）①Ba（OH）2溶解度大于Ca（OH）2，充分吸收CO2，BaCO3的摩爾質量大于CaCO3，測量誤差小；氫氧化鈣為強堿，CaCO3的溶解度和BaCO3溶解度相差不大，故答案為：ac；

（7）B中吸收的是水，水的物質的量==0.15mol，C中吸收的是二氧化碳生成碳酸鋇白色沉淀，根據碳原子守恒得二氧化碳的物質的量==0.1mol，氧化銅的物質的量==0.25mol，則銅離子、氫氧根離子和碳酸根離子的物質的量之比=0.25mol：0.3mol：0.1mol=5：6：2，所以其化學式為：2 CuCO33Cu（OH）2 或 3Cu（OH）22 CuCO3 或 Cu5（OH）6（CO3）2，故答案為：2 CuCO33Cu（OH）2 或 3Cu（OH）22 CuCO3 或 Cu5（OH）6（CO3）2。