Question

（2011?崇川区三模）某兴趣小组的同学发现，将CuSO₄溶液与Na₂CO₃溶液混合会产生蓝绿色沉淀．他们对沉淀的组成很感兴趣，决定采用实验的方法进行探究．
[提出猜想]
猜想1：所得沉淀为

Cu（OH）₂

；          
猜想2：所得沉淀为

CuCO₃

；
猜想3：所得沉淀为碱式碳酸铜[化学式可表示为mCu （OH）₂?nCuCO₃]．查阅资料获知，无论是哪一种沉淀受热均易分解（假设均不含结晶水）．
[实验探究]
步骤1：将所得悬浊液过滤，先用蒸馏水洗涤，再用无水乙醇洗涤，风干．
步骤2：取一定量所得固体，用如图装置（夹持仪器未画出）进行定性实验．能证明猜想1成立的实验现象是

B中白色固体变蓝，C中无明显现象（若猜想1所得沉淀为CuCO₃，则实验现象为B中无明显现象，C中产生白色沉淀）

．

[问题讨论]
（1）检查上述虚线框内装置气密性的实验操作是：关闭K，

用酒精灯微热硬质玻璃管，若C中有气泡逸出，撤去酒精灯冷却一段时间后，C中导管内形成水柱，则证明装置的气密性良好

．
（2）若在上述装置B中盛放无水CaCl₂，C中盛放Ba（OH）₂溶液，还可测定所得沉淀的组成．
①C中盛放Ba（OH）₂溶液，而不使用澄清石灰水的原因是

Ba（OH）₂溶解度大于Ca（OH）₂，充分吸收CO₂，BaCO₃的摩尔质量大于CaCO₃，测量误差小

．
②若所取蓝绿色固体质量为27.1g，实验结束后，装置B的质量增加2.7g，C中产生沉淀的质量为19.7g．则该蓝绿色固体的化学式为

Cu₅（OH）₆（CO₃）₂[或2CuCO₃?3Cu（OH）₂]

．

Answer 1

分析：【提出猜想】氢氧化铜和碳酸铜都是蓝色沉淀；
【实验探究】加热时，碳酸铜分解生成二氧化碳，二氧化碳能使澄清的石灰水变浑浊，解热氢氧化铜时生成水蒸气，水能使无水硫酸铜变蓝；
[问题讨论]
（1）关闭K，用酒精灯微热硬质玻璃管，根据C中是否有气泡冒出判断该装置的气密性；
（2）①根据溶质的溶解性和其测量误差分析；
②B中吸收的是水，C中吸收的是二氧化碳，根据质量守恒定律测得氧化铜的质量，根据原子守恒确定其化学式．

解答：解：【提出猜想】氢氧化铜和碳酸铜都是蓝色沉淀，所以其猜想是：所得沉淀是Cu（OH）₂或CuCO₃，故答案为：Cu（OH）₂、CuCO₃；
【实验探究】
加热时，碳酸铜分解生成二氧化碳，二氧化碳能使澄清的石灰水变浑浊，解热氢氧化铜时生成水蒸气，水能使无水硫酸铜变蓝，如果B中白色固体变蓝，C中无明显现象（若猜想1所得沉淀为CuCO₃，则实验现象为B中无明显现象，C中产生白色沉淀）则证明猜想1成立，
故答案为：B中白色固体变蓝，C中无明显现象（若猜想1所得沉淀为CuCO₃，则实验现象为B中无明显现象，C中产生白色沉淀）；
【问题讨论】
（1）利用气体热胀冷缩的性质检验装置的气密性，其操作方法是：关闭K，用酒精灯微热硬质玻璃管，若C中有气泡逸出，撤去酒精灯冷却一段时间后，C中导管内形成水柱，则证明装置的气密性良好，
故答案为：用酒精灯微热硬质玻璃管，若C中有气泡逸出，撤去酒精灯冷却一段时间后，C中导管内形成水柱，则证明装置的气密性良好；
（2）①氢氧化钡的溶解性大于氢氧化钙，能充分吸收二氧化碳，且碳酸钡的摩尔质量大于碳酸钙，测量误差比碳酸钙小，所以用氢氧化钡较好，
故答案为：Ba（OH）₂溶解度大于Ca（OH）₂，充分吸收CO₂，BaCO₃的摩尔质量大于CaCO₃，测量误差小；
②B中吸收的是水，水的物质的量=

2.7g

18g/mol

=0.15mol，C中吸收的是二氧化碳生成碳酸钡白色沉淀，根据碳原子守恒得二氧化碳的物质的量=

19.7g

197g/mol

=0.1mol，氧化铜的物质的量=

27.1g-2.7g-0.1mol×44g/mol

80g/mol

=0.25mol，则铜离子、氢氧根离子和碳酸根离子的物质的量之比=0.25mol：0.3mol：0.1mol=5：6：2，所以其化学式为：Cu₅（OH）₆（CO₃）₂[或2CuCO₃?3Cu（OH）₂]，
故答案为：Cu₅（OH）₆（CO₃）₂[或2CuCO₃?3Cu（OH）₂]．

点评：本题考查了探究物质的组成和含量的测定，明确物质的性质探究实验的基础，难点是化学式的确定，难度中等．