Question

某小组同学将一定浓度NaHCO₃溶液加入到CuSO₄溶液中发现生成了沉淀．甲同学认为沉淀是CuCO₃；乙同学认为沉淀是CuCO₃和Cu（OH）₂的混合物，他们设计实验测定沉淀中CuCO₃的质量分数．两同学利用下图所示装置进行测定

（1）在研究沉淀物组成前，须将沉淀从溶液中分离并净化．具体操作依次为______、洗涤、干燥；其中“洗涤”的具体操作是______．
（2）装置E中碱石灰的作用______
（3）实验过程中有以下操作步骤：
a．关闭K₁、K₃，打开K₂、K₄，充分反应    b．打开K₁、K₄，关闭K₂、K₃，通入过量空气  c．打开K₁、K₃，关闭K₂、K₄，通入过量空气．正确的顺序是______（填选项序号，下同）；若未进行步骤______，将使测量结果偏低．
（4）B中产生气体的离子方程式为______
（5）若沉淀样品的质量为m g，装置D的质量增加了n g，则沉淀中CuCO₃的质量分数为______．

Answer 1

【答案】分析：（1）在研究沉淀物组成前，须将沉淀从溶液中分离并净化，需要过滤、洗涤、干燥；
 （2）实验通过测定D装置质量装置确定二氧化碳的质量，进而确定沉淀中碳酸铜的质量，计算碳酸铜的质量分数．装置E中碱石灰的作用是吸收空气中的CO₂和水蒸气，防止空气中CO₂和水蒸气进入装置D影响二氧化碳的质量测定；
（3）实验通过测定D装置质量装置确定二氧化碳的质量，进而确定沉淀中碳酸铜的质量，计算碳酸铜的质量分数．开始装置内含有二氧化碳，应向装置内通入除去二氧化碳的空气，排尽装置内的二氧化碳，故应打开K₁、K₃，关闭K₂、K₄；然后从分液漏斗中加入硫酸，充分反应；故应关闭K₁、K₃，打开K₂、K₄；反应完毕，容器内残留部分二氧化碳，应向装置内通入除去二氧化碳的空气，排出装置内的二氧化碳使反应生成的二氧化碳被装置D完全吸收，否则会导致二氧化碳测定的质量偏低，测定碳酸铜的质量分数偏低；
（4）碳酸铜和稀硫酸反应生成硫酸铜、水和二氧化碳，根据离子方程式书写规则书写；
（5）装置D的质量增加的ng为反应生成的二氧化碳的质量，计算二氧化碳的物质的量，根据碳元素守恒可知n（CuCO₃）=n（CO₂），进而计算沉淀中CuCO₃的质量分数．
解答：解：（1）在研究沉淀物组成前，须将沉淀从溶液中分离并净化，需要过滤、洗涤、干燥，洗涤操作步骤是：在过滤器中用玻璃棒引流添加蒸馏水浸没滤渣，静止，如此重复2-3次，
故答案为：过滤；在过滤器中用玻璃棒引流添加蒸馏水浸没滤渣，静止，如此重复2-3次；
（2）实验通过测定D装置质量装置确定二氧化碳的质量，进而确定沉淀中碳酸铜的质量，计算碳酸铜的质量分数．装置E中碱石灰的作用是吸收空气中的CO₂和水蒸气，防止空气中CO₂和水蒸气进入装置D影响二氧化碳的质量测定，
故答案为：防止空气中CO₂和水蒸气进入装置D影响二氧化碳的质量测定；
（3）实验通过测定D装置质量装置确定二氧化碳的质量，进而确定沉淀中碳酸铜的质量，计算碳酸铜的质量分数．开始装置内含有二氧化碳，应向装置内通入除去二氧化碳的空气，排尽装置内的二氧化碳，故应打开K₁、K₃，关闭K₂、K₄；然后从分液漏斗中加入硫酸，充分反应；故应关闭K₁、K₃，打开K₂、K₄；反应完毕，容器内残留部分二氧化碳，应向装置内通入除去二氧化碳的空气，排出装置内的二氧化碳使反应生成的二氧化碳被装置D完全吸收，故正确的顺序是cab；
反应完毕，容器内残留部分二氧化碳，应向装置内通入除去二氧化碳的空气，排出装置内的二氧化碳使反应生成的二氧化碳被装置D完全吸收，否则会导致二氧化碳测定的质量偏低，测定碳酸铜的质量分数偏低，
故答案为：cab；b；
（4）碳酸铜和稀硫酸反应生成硫酸铜、水和二氧化碳，离子反应方程式为CuCO₃+2H⁺=Cu²⁺+CO₂↑+H₂O，故答案为：CuCO₃+2H⁺=Cu²⁺+CO₂↑+H₂O；
（5）装置D的质量增加的ng为反应生成的二氧化碳的质量，二氧化碳的物质的量==，根据碳元素守恒可知n（CuCO₃）=n（CO₂）=mol，故碳酸铜的质量为mol×124g/mol=g，故沉淀中CuCO₃的质量分数为×100%=，
故答案为：．
点评：本题考查学生对实验原理与装置的理解评价、对实验操作的理解、物质含量的测定、化学计算等，难度中等，是对所学知识的综合运用，需要学生具备扎实的基础知识与分析问题、解决问题能力．