Question

（12分）某研究性学习小组同学对Na₂CO₃溶液与CuSO₄溶液反应生成沉淀的成分产生了分歧．
【猜想】
小明认为只含CuCO₃，小刚认为只含Cu（OH）₂，小林认为是CuCO₃和Cu（OH）₂的混合物，
（1）小明同学的化学反应方程式可表示为

 

．
（2）小林提出只要在沉淀中加一种试剂即可知道小刚的结论是错误的，该试剂   是

 

．
【查阅资料】
资   料：Na₂CO₃溶液与CuSO₄溶液反应会产生CuCO₃，也可能生成Cu（OH）₂沉淀．
【设计方案】
为了进一步确证该沉淀的组成，设计了如下的实验方案：
取上述烘干后的沉淀样品10g，进行如下图所示的实验．

【说明】
（1）碱石灰是CaO与NaOH 的固体混合物．
（2）操作步骤：
①连接好装置，检查气密性；
②打开弹簧夹C，在A处缓缓通入一段时间空气；
③称量F的质量；
④关闭弹簧夹C，慢慢滴加稀硫酸至过量，直至D中无气泡冒出；
⑤打开弹簧夹C，再次缓缓通入一段时间空气；⑥再次称量F的质量，得前后两次质量差为1.1g．
【问题探究】
（3）写出图中标有序号的仪器的名称：①

 

②

 

（4）B装置的作用是

 

，
G装置的作用是

 

．
（5）反应结束后，打开弹簧夹C，再次缓缓通入一段时间空气，目的是

 

．
（6）若没有E装置，则测得沉淀样品中CuCO₃的质量会

 

．（填“偏大”或“偏小”）
【数据计算】
（7）CuCO₃的质量分数？（在下面空白处写出计算的过程）（3分）
（8）通过上述计算，确认沉淀样品组成是

 

．

Answer 1

分析：鉴别碳酸铜与硫酸铜，实质上就是碳酸盐的检验；
氢氧化钠溶液属于碱性物质，能吸收空气中的二氧化碳；
碱石灰的主要成分是生石灰与氢氧化钠的混合物，这两种物质既可以吸收水，还能吸收二氧化碳．

解答：解：（1）小明认为只含CuCO₃，则是认为是碳酸钠在与硫酸铜反应，故答案为：Na₂CO₃+CuSO₄═CuCO₃↓+Na₂SO₄；
（2）CuCO₃与Cu（OH）₂的差别在与碳酸铜能与酸反应产生气体，而氢氧化铜与酸反应无气体放出，所以要鉴别这两种物质，就可以采用加酸的方法，故本题答案为：稀盐酸；
（3）根据已有知识，图中给出的仪器分别为分液漏斗和锥形瓶，所以本题答案为：分液漏斗，锥形瓶；
（4）要确定样品的组成，本题是通过与硫酸反应，准确测定二氧化碳的质量，再计算碳酸铜的质量，从而确定是否含有氢氧化铜，所以需排除空气中二氧化碳和水的干扰，故本题答案为：除空气的二氧化碳，防止空气中的二氧化碳和水进入F装置中，影响测量结果；
（5）为确保实验结果的准确性，需要称量生成的全部二氧化碳的质量，所以要利用压强的关系，把生成的二氧化碳全部赶入F中，故本题答案为：将装置中的二氧化碳全部赶入F中；
（6）浓硫酸具有吸水性，可以把混在二氧化碳中的水蒸气吸掉，如果没有E装置，将会使一部分水蒸气进入F中，从而使二氧化碳质量增大，计算出的碳酸铜的质量偏大，故本题答案为：偏大；
（7）解：分析实验数据可知，生成的二氧化碳的质量为1.1g，设碳酸铜的质量为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）样品一共10g，通过计算碳酸铜含有3.1g，所以样品中含有氢氧化铜，故答案为：CuCO₃和Cu（OH）₂．

点评：本题属于难度较大综合性较强的物质推断题，完成此类题目，要注意分析题干所提供的信息，明确各种物质的性质，以及哪些因素对实验结果有影响，认真分析实验数据，仔细作答，还要注意平时知识的积累．