Question

(14分)将过量的Na2CO3溶液滴入到一定量CuSO4溶液中得到蓝色固体。某研究性学习小组欲对蓝色固体的成分进行探究。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，化学反应方程式分别为：

Cu(OH)2==CuO+H2O CuCO3==CuO+CO2

③无水CuSO4遇水变蓝色。

（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、低温烘干得蓝色固体。

Ⅱ．用下图所示装置，定性探究固体的成分。

（1）若用装置A、B组合进行实验，B中无现象，则猜想 正确；

（2）若用装置A、C组合进行实验，C中无现象，则猜想 正确；

（3）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： C中的现象 。

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℃。小组同学用热分析仪对固体进行热分解，获得相关数据，绘成的固体质量变化与分解温度的关系如下图，请根据图示回答下列问题：

（4）根据图示从A点到达B点时的固体质量差，求被分解的氢氧化铜的质量(写出计算过程)。

（5）通过计算可得32.0g固中C元素和H元素的质量比＝ 。

（6）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

（一）Na2CO3+CuSO4==== CuCO3↓+ Na2SO4 碱

（三）Ⅱ⑴猜想二 ⑵猜想一

⑶ C、B 无水硫酸铜变蓝色

⑷19.6g ⑸ 3:1 （6）4CuO△2Cu2O+O2↑

【解析】

试题分析：（1）根据复分解反应发生的条件 ，相互交换成分，Na2CO3溶液滴入到一定量CuSO4溶液中得到蓝色固体，发生的化学方程式为：Na2CO3+CuSO4==== CuCO3↓+ Na2SO4

（2） Na2CO3溶液呈碱性

（三）设计与实验：

（1） 若用装置A、B组合进行实验，B中无现象，说明无二氧化碳生成，则猜想二成立

（2）若用装置A、C组合进行实验，C中无现象，说明无水生成，则猜想一成立

（3）要同时验证生成物中既有二氧化碳生成，又有水生成，应该先验证水，再验证二氧化碳，所以装置应按A、C、B的顺序组合进行实验，这样即可验证出猜想三是正确的，此时C中现象无水硫酸铜变蓝色，B中的澄清石灰水变浑浊，可得出结论：固体为Cu(OH)2和CuCO3的混合物

（4）根据图示从A点到达B点，温度处在200℃以内，此时发生的反应是Cu(OH)2的分解，所以固体质量差是水的质量=32g-28.4g=3.6g，可设氢氧化铜的质量为x

Cu(OH)2==CuO+H2O

98 18

x 3.6g

98：18=x：3.6g ∴x=19.6g

（5）根据上面的计算Cu(OH)2的质量是19.6g，故氢元素的质量=19.6g×2/98×100%=0.4g，CuCO3的的质量=32g-19.6g=12.4g，故碳元素的质量=12.4g×12/124×100%=1.2g，所以32.0g固中C元素和H元素的质量比＝1.2g：0.4g=3：1

（6）加热到220℃，此时的Cu(OH)2和CuCO3都已全部分解，得到纯净的CuO24g，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，根据质量守恒定律分析，减少的质量只可能是氧气，故此过程中可能发生反应的化学方程式：4CuO△2Cu2O+O2↑

考点：分析说明题，实验探究题的解答