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固体沉淀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：               （用化学反应方程式表示）。

猜想二：固体为Cu(OH)₂，理由：Na₂CO₃溶液呈碱性。

猜想三：固体为Cu(OH)₂和CuCO₃的混合物。

（二）资料查阅：

①结晶水合物受热后易失去结晶水，如CuSO₄?5H₂OCuSO₄ ＋ 5H₂O↑；

②Cu(OH)₂、CuCO₃受热易分解，各生成对应的两种氧化物。

③无水氯化钙可做吸水剂；碱石灰的主要成分为氢氧化钠固体和氧化钙

（三）设计与实验：

Ⅰ．固体的获取：将反应后的固、液混合物经过滤、洗涤、室温晾干得蓝色固体。 

Ⅱ．定性探究固体的成分：

用下图所示方案，进行实验，并得到下列现象：

（1）上图中无色气体为         ，所以猜想二不成立。

（2）向蓝色溶液中加入足量的铁屑，实验现象为               ，           。

发生反应的方程式为                   、                  。

Ⅲ．定量测定固体的组成：

设固体为Cu(OH)₂?CuCO₃?XH₂O，为测定其组成，称取24.0 g蓝色固体。继续进行实验：

图中注射器处为两个单向阀：推注射器时x关闭，y处打开；拉注射器时，x打开进空气，y关闭。

实验步骤：①组装好装置，检查气密性；②反复推拉注射器；③称量B、C、D、E、F的质量；④关闭弹簧夹，加热B处玻璃管直到反应不再进行；⑤打开弹簧夹，再次反复缓缓推拉注射器；⑥再次称量B、C、D、E、F的质量。

问题探究：

（3）进行步骤⑤的操作中，注射器活塞要缓缓推动的主要目的是     。

数据处理：

（4）某兴趣小组利用上述方法，测得以下数据：（假定每步反应都完全）

	B	C	D	E	F
反应前	124.0g	250.0g	300.0g	350.0g	360.0g
反应后	116.0g	253.6g	304.4g	350.1g	360.0g

E装置质量增加的原因是      ；

通过计算确定固体化学式中的X的值。

计算过程：

 

Answer 1

【答案】

（一）猜想与假设：

猜想一： CuSO₄+Na₂CO₃= CuCO₃↓＋Na₂SO₄

（三）设计与实验：

（1）二氧化碳（CO₂） （2）铁片表面有气泡生成、铁片表面有红色物质生成（只答出一点就给分）  Fe＋H₂SO₄    Fe SO₄＋H₂↑     Fe＋CuSO₄    FeSO₄＋Cu

Ⅲ．定量测定固体的成分：

问题探究：

（3）防止气流过快，C、D中气体不能被溶液充分吸收。

数据处理：

（4）气流带出D中水蒸气；根据装置增加的质量可以计算出 a:b:c=1:1:1。

【解析】

试题分析：Na₂CO₃溶液滴入到一定量CuSO₄溶液中会发生反应CuSO₄+Na₂CO₃= CuCO₃↓＋Na₂SO₄，（1）上图中无色气体可以使澄清石灰水变浑浊，说明是二氧化碳气体，说明固体中有碳酸盐，猜想二不成立；（2）加入过量硫酸后，蓝色溶液中溶质为硫酸和硫酸铜，加入铁单质后，会和硫酸铜、硫酸反应，现象为有气泡冒出，铁屑表面有红色固体物质出现；（3）进行步骤⑤的操作中，注射器活塞要缓缓推动的主要目的是使产生的水蒸气和二氧化碳充分被吸收；（4）E装置质量增加的原因是气流带出D中水蒸气，根据装置增加的质量可以计算出 a:b:c=1:1:1。

考点：实验探究

点评：这是一道非常典型的探究题，题目给的知识点没有学过，较为陌生，但是重点考察的反应的思想，装置等，所以这种题目不要害怕，仔细审题即可。