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：                （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     （填“酸”或“碱”）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晶体均不带结晶水；  

②Cu(OH)₂、CuCO₃受热易分解，各生成对应的两种氧化物。

（三）设计与实验：

Ⅰ．固体的获取：

（1）将反应后的固、液混合物经      、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                                     。

Ⅱ．用下图所示装置，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         正确；

（4）若用装置A、C组合进行实验，C中无现象，则猜想         正确；

（5）小组同学将装置按 A、    、    （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                        ，

C中的现象为                        。

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右图，请根据图示回答下列问题：

（6）写出A B、C D段发生反应的化学方程式：

          AB段：                           ；

CD段：                           ；

（7）通过计算可得： a:b＝         。

（8）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：                     。

Answer 1

猜想一：Na₂CO₃ + CuSO₄= CuCO₃↓+ Na₂SO₄（1分）

猜想二：碱（1分）

Ⅰ．（1） 过滤（1分）

（2）取最后洗涤液少量，滴加适量的稀盐酸（硝酸、硫酸），无气泡产生；或滴加BaCl₂ [或Ba(OH)₂、Ba(NO₃)₂]或CaCl₂[或Ca(OH)₂、Ca(NO₃)₂]溶液，无沉淀产生。（其它合理答案均给分）（1分）

Ⅱ．（3）二（1分）

（4）一（1分）

（5）C B（共1分，各0.5分） 澄清的石灰水变浑浊（1分）

白色固体变蓝（1分）

（6）Cu(OH)₂  CuO + H₂O （1分）  CuCO₃  CuO + CO₂ ↑ （1分）

（7）2 : 1  （2分）

（8）4CuO  2Cu₂O + O₂ ↑   （1分）