Question

某小组同学在制备氢氧化铜时，将20mL 2mol/L的NaOH溶液滴入50mL 1mol/L的CuSO₄溶液中，得到了绿色沉淀．这与“氢氧化铜是蓝色沉淀”这一文献说法不符，为探究该绿色沉淀的成分，他们做了如下实验进行探究．．
[实验一]
将20mL 1mol/L的CuSO₄溶液滴入50mL 2mol/L的NaOH溶液中，观察到生成了蓝色沉淀．
[实验二]
①将绿色沉淀过滤、洗涤、低温烘干．
②称取2.58g该绿色沉淀，投入50mL 2mol/L的NaOH溶液中，剧烈振荡，沉淀变成蓝色，过滤、洗涤，并将洗涤液转移到滤液中，低温烘干称量得蓝色沉淀为1.96g．
③向②的滤液中加入足量氯化钡溶液，有白色沉淀生成，过滤、洗涤、烘干后称量为2.33g．
请回答下列问题：
（1）配制220ml 1mol/L的硫酸铜溶液除需用托盘天平、药匙、烧杯、玻璃棒、量筒、胶头滴管外，还需要的玻璃仪器是

 

，在实验中需称量胆矾

 

克
（2）该组同学做实验一的目的或作用是

 

（3）实验二中第①步洗涤沉淀的方法是

 

（4）通过计算，该绿色沉淀的成分可表示为

 

．
（5）写出实验二中第②步发生反应的离子方程式：

 

．

Answer 1

考点：性质实验方案的设计

专题：实验设计题

分析：（1）根据实验操作的步骤以及每步操作需要仪器确定反应所需仪器；
（2）根据实验意图：氢氧化钠和硫酸铜反应得到了绿色沉淀，实验一可以证明氢氧化铜是蓝色的沉淀物质；
（3）根据沉淀洗涤的方法来回答；
（4）根据实验现象以及固体质量变化结合差量法和化学反应的元素守恒来确定物质的量以及组成；
（5）滤液中加入足量氯化钡溶液，硫酸根离子会和钡离子之间反应，有白色沉淀硫酸钡生成，

解答： 解：（1）实验室欲配制220mL1.0mol/LNa₂CO₃溶液，需要选用250mL的容量瓶，配制步骤有计算、称量、溶解、冷却、移液、洗涤、定容、摇匀等操作，一般用托盘天平称量，用药匙取用药品，在烧杯中溶解，冷却后转移到500mL容量瓶中，并用玻璃棒引流，当加水至液面距离刻度线1～2cm时，改用胶头滴管滴加，所以需要的仪器为：托盘天平、药匙、烧杯、玻璃棒、500mL容量瓶、胶头滴管，需要胆矾的质量为：0.25L×1.0mol/L×250g/mol=62.5g；
故答案为：250ml容量瓶；62.5；
（2）实验意图：氢氧化钠和硫酸铜反应得到了绿色沉淀，实验一作对照实验，确认绿色沉淀不是氢氧化铜（或确认绿色沉淀和蓝色沉淀不是同一种物质），故答案为：作对照实验，确认绿色沉淀不是氢氧化铜（或确认绿色沉淀和蓝色沉淀不是同一种物质）；
（3）沉淀的洗涤方法：向漏斗中加水至浸没沉淀，待水自然流干后，再重复2-3次，
故答案为：向过滤器中加水至刚好浸没沉淀为止，待水自然流完后，重复操作2～3次．
（4）根据②称取2.58g该绿色沉淀，投入50mL 2mol/L的NaOH溶液中，剧烈振荡，沉淀变成蓝色，过滤、洗涤，并将洗涤液转移到滤液中，低温烘干称量得蓝色沉淀为1.96g，则绿色沉淀的成分含有硫酸铜，③向②的滤液中加入足量氯化钡溶液，有白色沉淀生成，过滤、洗涤、烘干后称量为2.33g，即硫酸钡的质量是2.33g，②的滤液中含有硫酸根离子，根据元素守恒，硫酸根离子的物质的量是0.01mol，根据绿色沉淀的成分含有硫酸铜CuSO₄～2NaOH～SO₄^2-，所以2.58g该绿色沉淀中含有硫酸铜1.6g，剩余的是氢氧化铜的成分，质量是2.58g-1.6g=0.98g，即0.01mol，所以绿色沉淀的分子式为：Cu₂（OH）₂SO₄或Cu（OH）₂?CuSO₄，
故答案为：Cu₂（OH）₂SO₄或Cu（OH）₂?CuSO₄；
（5）向②的滤液中加入足量氯化钡溶液，硫酸根离子会和钡离子之间反应，有白色沉淀硫酸钡生成，即Cu（OH）₂?CuSO₄+2OH^-=2Cu（OH）₂+SO₄^2-或写成Cu₂（OH）₂SO₄+2OH^-=2Cu（OH）₂+SO₄^2-，故答案为：Cu（OH）₂?CuSO₄+2OH^-=2Cu（OH）₂+SO₄^2-或写成Cu₂（OH）₂SO₄+2OH^-=2Cu（OH）₂+SO₄^2-．

点评：本题是一道物质成分探究的实验方案设计题，考查学生实验设计能力以及分析和解决问题能力，综合性强，难度大．