Question

將過量的Na₂CO₃溶液滴入到一定量CuSO₄溶液中得到藍色固體．某研究性學習小組欲對藍色固體的成分進行探究．請完成下列各題：
（一）猜想與假設：
猜想一：固體為CuCO₃，理由：

 

（用化學反應方程式表示）．
猜想二：固體為Cu（OH）₂，理由：Na₂CO₃溶液呈

 

（填“酸”或“堿”）性．
猜想三：固體為Cu（OH）₂和CuCO₃的混合物．
（二）資料查閱：
①Cu（OH）₂和CuCO₃晶體均不帶結(jié)晶水；
②Cu（OH）₂、CuCO₃受熱易分解，化學反應方程式分別為：
Cu（OH）₂═CuO+H₂O       CuCO₃═CuO+CO₂
③無水CuSO₄遇水變藍色．
（三）設計與實驗：
Ⅰ．固體的獲�。�
將反應后的固、液混合物經(jīng)過濾、洗滌、低溫烘干得藍色固體．
Ⅱ．用圖1所示裝置，定性探究固體的成分．

（1）若用裝置A、B組合進行實驗，B中無現(xiàn)象，則猜想

 

正確；
（2）若用裝置A、C組合進行實驗，C中無現(xiàn)象，則猜想

 

正確；
（3）小組同學將裝置按 A、

 

、

 

（填“B”、“C”）的順序組合進行實驗，驗證出猜想三是正確的；實驗中：C中的現(xiàn)象

 

．
結(jié)論：固體為Cu（OH）₂和CuCO₃的混合物．
Ⅲ．固體成分定量測定：
已知Cu（OH）₂的分解溫度為66℃～68℃，CuCO₃的分解溫度為200℃～220℃．小組同學用熱分析儀對固體進行熱分解，獲得相關數(shù)據(jù)，繪成的固體質(zhì)量變化與分解溫度的關系如圖2，請根據(jù)圖示回答下列問題：
（4）根據(jù)圖示從A點到達B點時的固體質(zhì)量差，求被分解的氫氧化銅的質(zhì)量（寫出計算過程）．
（5）通過計算可得32.0g固中C元素和H元素的質(zhì)量比=

 

．
（6）若將24.0g剩余固體繼續(xù)加熱到更高的溫度，發(fā)現(xiàn)固體質(zhì)量減少了2.4g后質(zhì)量不再改變，寫出此過程中可能發(fā)生反應的化學方程式：

 

．

Answer 1

考點：實驗探究物質(zhì)的組成成分以及含量,常見氣體的檢驗與除雜方法,鹽的化學性質(zhì),書寫化學方程式、文字表達式、電離方程式,根據(jù)化學反應方程式的計算

專題：科學探究

分析：（一）猜想與假設：根據(jù)碳酸鈉和硫酸銅反應生成碳酸銅沉淀和硫酸鈉以及碳酸鈉在水中水解的產(chǎn)物進行分析．
（三）設計與實驗：
（1）根據(jù)碳酸鈉會與鹽酸反應生成二氧化碳進行分析；
（2）根據(jù)無水硫酸銅遇水變藍進行分析；
（3）根據(jù)氫氧化鈣會與二氧化碳反應生成碳酸鈣沉淀以及檢驗水要放在檢驗二氧化碳的前面進行分析；
（4）根據(jù)氫氧化銅和碳酸銅的分解溫度進行分析；根據(jù)氫氧化銅分解的化學方程式進行分析．
（5）根據(jù)AB段是氫氧化銅在分解，固體質(zhì)量減少3.6克，CD段是碳酸銅在分解，固體質(zhì)量減少4.4克進行解答；
（6）剩余固體加熱到更高溫度固體的質(zhì)量又會減少，根據(jù)氧化銅中所含的兩種元素可猜想可能是氧化銅中的氧元素轉(zhuǎn)化為氧氣，根據(jù)計算會發(fā)現(xiàn)氧化銅中氧元素的質(zhì)量大于固體減少的質(zhì)量，那么就可能是氧化銅中的部分氧元素轉(zhuǎn)化為氧氣．

解答：解：（一）猜想一：固體為CuCO₃，理由：碳酸鈉和硫酸銅反應生成碳酸銅沉淀和硫酸鈉，反應的化學反應方程式為Na₂CO₃+CuSO₄═CuCO₃↓+Na₂SO₄；故填：Na₂CO₃+CuSO₄═CuCO₃↓+Na₂SO₄；
猜想二：碳酸鈉是強堿弱酸鹽，在水中水解后會生成氫氧根離子，所以Na₂CO₃溶液呈堿性；故答案為：堿；
（三）設計與實驗：
（1）B中無現(xiàn)象，說明沒有生成二氧化碳，也就說明固體中沒有碳酸銅，故答案為：二；
（2）若用裝置A、C組合進行實驗，C中無現(xiàn)象，說明沒有水生成，則猜想一周期；故填：一；
（3）檢驗水要放在檢驗二氧化碳的前面，否則通過石灰水時攜帶的水蒸氣會對檢驗水產(chǎn)生干擾，實驗中：B中的現(xiàn)象為澄清石灰水變渾濁，C中白色固體變藍色；故答案為：C；B；無水硫酸銅變藍色；
（4）AB段的溫度大于60℃但是沒有超過200℃，從圖象中看出也不超過100℃，符合氫氧化銅的分解溫度，故答案為：Cu（OH）₂

△   .

CuO+H₂O；AB段是氫氧化銅在分解，固體減少的質(zhì)量就是生成水的質(zhì)量，生成水的質(zhì)量=32g-28.4g=3.6g．
設被分解的氫氧化銅的質(zhì)量為x．
Cu（OH）₂

△   .

CuO+H₂O
98               18
x                 3.6g

98

x

=

18

3.6g

x=19.6g
答：被分解的氫氧化銅的質(zhì)量為19.6g．
CD段的溫度超過了200℃，符合碳酸銅的分解溫度，故答案為：CuCO₃

△   .

CuO+CO₂↑；
（5）AB段是氫氧化銅在分解，固體質(zhì)量減少3.6克，CD段是碳酸銅在分解，固體質(zhì)量減少4.4克，
    Cu（OH）₂

△   .

CuO+H₂O     CuCO₃

△   .

CuO+CO₂↑
從方程式可以看出一個氫氧化銅分解會生成一個水，一個碳酸銅分解會產(chǎn)生一個二氧化碳，而AB段的氫氧化銅減少了3.6克水，減少了0.2個水，需要0.2克氫氧化銅，CD段的碳酸銅分解減少了4.4克二氧化碳，所以32.0g固中C元素和H元素的質(zhì)量比=（4.4g×

12

44

×100%）：（3.6g×

2

18

×100%）=3：1；故答案為：3：1；
（6）氧化銅加熱后質(zhì)量又會減少，應該是氧化銅中的氧元素轉(zhuǎn)化為氧氣，24g氧化銅的氧元素的質(zhì)量=24g×

16

80

=4.8g，大于2.4g，說明是氧化銅中的部分氧元素轉(zhuǎn)化為氧氣，所以此過程中可能發(fā)生反應的化學方程式4CuO

△   .

2Cu₂O+O₂↑．故答案為：4CuO

△   .

2Cu₂O+O₂↑．

點評：在解此類題時，首先要將題中的知識認知透，然后結(jié)合學過的知識進行解答，此類題難度較大，要細心進行分析解答．