Question

将过量的Na₂CO₃溶液滴入到一定量CuSO₄溶液中得到蓝色固体．某研究性学习小组对蓝色固体的成分进行了如下探究．请完成下列各题：
（一）猜想与假设：
猜想一：固体为CuCO₃，理由：Na₂CO₃+CuSO₄=CuCO₃↓+Na₂SO₄
猜想二：固体为Cu（OH）₂，理由：Na₂CO₃溶液呈

碱

（填“酸”或“碱”或“中”）性．
猜想三：固体为Cu（OH）₂和CuCO₃的混合物．
（二）资料查阅：
①Cu（OH）₂和CuCO₃均不溶于水，其晶体均不带结晶水；
②Cu（OH）₂、CuCO₃受热均易分解，各生成对应的两种氧化物．
③无水CuSO₄为白色，它遇水变蓝色生成CuSO₄?5H₂O
（三）设计与实验：
Ⅰ．固体的获取：
（1）将反应后的固、液混合物经

过滤

、洗涤、低温烘干得蓝色固体．
（2）判断固体已洗净的方法及现象

取最后洗涤液少量，滴加适量的稀盐酸，无气泡产生

．
Ⅱ．用图1所示装置，定性探究固体的成分．

（3）若用装置A、B组合进行实验，B中无现象，则猜想

二

正确；
（4）小组同学将装置按 A、

C

、

B

（填“B”、“C”）的顺序组合进行实验，验证出猜想三是正确的，实验中：B中的现象为

澄清石灰水变浑浊

，C中白色固体变蓝色．
结论：固体为Cu（OH）₂和CuCO₃的混合物．
Ⅲ．固体成分定量测定：
已知Cu（OH）₂的分解温度为66℃∽68℃，CuCO₃的分解温度为200℃∽220℃．设固体的组成为aCu（OH）₂?bCuCO₃．小组同学用热
分析仪对固体进行热分解，获得相关数据，绘成固体质量变化与分解温度的关系如图，请根据图2示回答下列问题：
（5）写出A B、CD段发生反应的化学方程式：AB段：

Cu（OH）₂

△   .

CuO+H₂O

；CD段：

CuCO₃

△   .

CuO+CO₂↑

；
（6）通过计算可得：a：b=

2：1

．
（7）若将24.0g剩余固体继续加热到更高的温度，发现固体质量减少了2.4g后质量不再改变，写出此过程中可能发生反应的化学方程式：

4CuO

△   .

2Cu₂O+O₂↑

．

Answer 1

分析：（一）猜想与假设：根据碳酸钠在水中水解的产物进行分析．
（三）设计与实验：
（1）根据过滤能除去不溶性杂质进行解答；
（2）根据碳酸钠会与盐酸反应生成二氧化碳进行分析；
（3）根据氢氧化钙会与二氧化碳反应生成碳酸钙沉淀进行分析；
（4）根据无水硫酸铜遇水变蓝进行分析；
（5）根据检验水要放在检验二氧化碳的前面进行分析；
（6）根据氢氧化铜和碳酸铜的分解温度进行分析；根据氢氧化铜和碳酸铜分解的化学方程式进行分析．
（7）剩余固体加热到更高温度固体的质量又会减少，根据氧化铜中所含的两种元素可猜想可能是氧化铜中的氧元素转化为氧气，根据计算会发现氧化铜中氧元素的质量大于固体减少的质量，那么就可能是氧化铜中的部分氧元素转化为氧气．

解答：解：（一）猜想与假设：碳酸钠是强碱弱酸盐，在水中水解后会生成氢氧根离子；故答案为：碱；
（三）设计与实验：
（1）过滤能除去不溶性杂质，将反应后的固、液混合物经过滤、洗涤、低温烘干得蓝色固体；故答案为：过滤；
（2）固体上残留的碳酸钠会与盐酸反应生成二氧化碳气体；故答案为：取最后洗涤液少量，滴加适量的稀盐酸，无气泡产生；
（3）B中无现象，说明没有生成二氧化碳，也就说明固体中没有碳酸铜，故答案为：二；
（4）检验水要放在检验二氧化碳的前面，否则通过石灰水时携带的水蒸气会对检验水产生干扰，实验中：B中的现象为澄清石灰水变浑浊，C中白色固体变蓝色；故答案为：C；B；澄清石灰水变浑浊；
（5）AB段的温度大于60℃但是没有超过200℃，从图象中看出也不超过100℃，符合氢氧化铁的分解温度，故答案为：Cu（OH）₂

△   .

CuO+H₂O；
CD段的温度超过了200℃，符合碳酸铜的分解温度，故答案为：CuCO₃

△   .

CuO+CO₂↑；
（6）AB段是氢氧化铜在分解，固体质量减少3.6克，CD段是碳酸铜在分解，固体质量减少4.4克，
    Cu（OH）₂

△   .

CuO+H₂O     CuCO₃

△   .

CuO+CO₂↑
从方程式可以看出一个氢氧化铜分解会生成一个水，一个碳酸铜分解会产生一个二氧化碳，而AB段的氢氧化铜减少了3.6克水，减少了0.2个水，需要0.2克氢氧化铜，CD段的碳酸铜分解减少了4.4克二氧化碳，相当于减少了0.1个二氧化碳，需要0.1个碳酸铜，所以a：b=2：1；故答案为：a：b=2：1；
（7）氧化铜加热后质量又会减少，应该是氧化铜中的氧元素转化为氧气，24g氧化铜的氧元素的质量=24g×

16

80

=4.8g，大于2.4g，说明是氧化铜中的部分氧元素转化为氧气．
故答案为：4CuO

△   .

2Cu₂O+O₂↑．

点评：在解此类题时，首先要将题中的知识认知透，然后结合学过的知识进行解答，此类题难度较大，要细心进行分析解答．