Question

9．某實(shí)驗(yàn)小組用0.50mol•L^-1 NaOH溶液和0.50mol•L^-1硫酸溶液進(jìn)行中和熱的測(cè)定．
Ⅰ．配制0.50mol•L^-1 NaOH溶液
（1）若實(shí)驗(yàn)中大約要使用245mL NaOH溶液，至少需要稱量NaOH固體5.0g．
（2）從下圖中選擇稱量NaOH固體所需要的儀器是（填字母）：a b e．

名稱	托盤(pán)天平 （帶砝碼）	小燒杯	坩堝鉗	玻璃棒	藥匙	量筒
儀器
序號(hào)	a	b	c	d	e	f

Ⅱ．某小組同學(xué)將一定濃度NaHCO₃溶液加入到CuSO₄溶液中發(fā)現(xiàn)生成了沉淀．甲同學(xué)認(rèn)為沉淀是CuCO₃；乙同學(xué)認(rèn)為沉淀是CuCO₃和Cu（OH）₂的混合物，他們?cè)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)測(cè)定沉淀中CuCO₃的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．
（1）按照甲同學(xué)的觀點(diǎn)，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為Cu²⁺+2HCO₃=CuCO₃↓+CO₂↑+H₂O．
（2）兩同學(xué)利用如圖所示裝置進(jìn)行測(cè)定：

①在研究沉淀物組成前，須將沉淀從溶液中分離并凈化．具體操作依次為過(guò)濾、洗滌、干燥．
②裝置E中堿石灰的作用是防止空氣中CO₂和水蒸氣進(jìn)入裝置D．
③實(shí)驗(yàn)過(guò)程中有以下操作步驟：
a．關(guān)閉K₁、K₃，打開(kāi)K₂、K₄，充分反應(yīng)
b．打開(kāi)K₁、K₄，關(guān)閉K₂、K₃，通入過(guò)量空氣
c．打開(kāi)K₁、K₃，關(guān)閉K₂、K₄，通入過(guò)量空氣
正確的順序是cab（填選項(xiàng)序號(hào)，下同）．若未進(jìn)行步驟b，將使測(cè)量結(jié)果偏低．
④若沉淀樣品質(zhì)量為m g，裝置D質(zhì)量增加了n g，則沉淀中CuCO₃的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為$\frac{31n}{11m}$．
（3）丙同學(xué)認(rèn)為還可以通過(guò)測(cè)量CO₂的體積或測(cè)量樣品質(zhì)量和樣品充分灼燒后的質(zhì)量來(lái)測(cè)定沉淀中CuCO₃的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．

Answer 1

分析 Ⅰ．（1）根據(jù)公式m=nM=cVM來(lái)計(jì)算氫氧化鈉的質(zhì)量，但是沒(méi)有245mL的容量瓶；
（2）氫氧化鈉要在稱量瓶中稱量，根據(jù)稱量固體氫氧化鈉所用的儀器來(lái)回答；
Ⅱ．（1）NaHCO₃溶液與CuSO₄溶液生成CuCO₃，同時(shí)生成二氧化碳、硫酸鈉和水；
（2）②為準(zhǔn)確測(cè)定生成CO₂的質(zhì)量，應(yīng)防止空氣中CO₂和水蒸氣進(jìn)入裝置；
③為減小實(shí)驗(yàn)誤差，應(yīng)先通入過(guò)量經(jīng)NaOH處理的空氣，排除裝置內(nèi)的二氧化碳?xì)怏w，一段時(shí)間之后，再進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，最后還要通入過(guò)量經(jīng)NaOH處理的空氣，使生成的二氧化碳全部被吸收；
④裝置D的質(zhì)量增加的ng為反應(yīng)生成的二氧化碳的質(zhì)量，計(jì)算二氧化碳的物質(zhì)的量，根據(jù)碳元素守恒可知n（CuCO₃）=n（CO₂），進(jìn)而計(jì)算沉淀中CuCO₃的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．
（3）除題中實(shí)驗(yàn)方案外，還可以通過(guò)測(cè)量CO₂的體積或測(cè)量樣品質(zhì)量和樣品充分灼燒后的質(zhì)量等方法來(lái)測(cè)定沉淀中CuCO₃的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．

解答 解：Ⅰ．（1）沒(méi)有245mL的容量瓶，所以用250mL的容量瓶，需要稱量NaOH固體m=nM=cVM=0.5mol/L×0.25L×40g/mol=5.0g；
故答案為：5.0；
（2）氫氧化鈉要在稱量瓶或者小燒杯中稱量，稱量固體氫氧化鈉所用的儀器有天平、燒杯和藥匙；
故答案為：a b e；
Ⅱ．（1）NaHCO₃溶液與CuSO₄溶液生成CuCO₃，同時(shí)生成二氧化碳、硫酸鈉和水，則反應(yīng)的離子方程式為：Cu²⁺+2HCO₃=CuCO₃↓+CO₂↑+H₂O；
故答案為：Cu²⁺+2HCO₃=CuCO₃↓+CO₂↑+H₂O；
（2）②為準(zhǔn)確測(cè)定生成CO₂的質(zhì)量，應(yīng)防止空氣中CO₂和水蒸氣進(jìn)入裝置；
故答案為：防止空氣中CO₂和水蒸氣進(jìn)入裝置D；
③為減小實(shí)驗(yàn)誤差，應(yīng)先通入過(guò)量經(jīng)NaOH處理的空氣，排除裝置內(nèi)的二氧化碳?xì)怏w，即打開(kāi)K₁、K₃，關(guān)閉K₂、K₄，通入過(guò)量空氣，一段時(shí)間之后，再關(guān)閉K₁、K₃，打開(kāi)K₂、K₄，充分反應(yīng)，最后還要通入過(guò)量經(jīng)NaOH處理的空氣，使生成的二氧化碳全部被吸收，即打開(kāi)K₁、K₄，關(guān)閉K₂、K₃，通入過(guò)量空氣，如若未進(jìn)行步驟b，將使測(cè)量結(jié)果偏低；
故答案為：cab；b；
④裝置D的質(zhì)量增加了ng，應(yīng)為CO₂的質(zhì)量，則m（CuCO₃）=$\frac{ng}{44g/mol}$，則沉淀中CuCO₃的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為$\frac{\frac{ng}{44g/mol}×124g/mol}{mg}$×100%=$\frac{31n}{11m}$；
故答案為：$\frac{31n}{11m}$；
（3）除題中實(shí)驗(yàn)方案外，還可以通過(guò)測(cè)量CO₂的體積或測(cè)量樣品質(zhì)量和樣品充分灼燒后的質(zhì)量等方法來(lái)測(cè)定沉淀中CuCO₃的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，
故答案為：樣品質(zhì)量和樣品充分灼燒后的質(zhì)量．

點(diǎn)評(píng) 本題主要考查學(xué)生對(duì)溶液的配制，實(shí)驗(yàn)原理與裝置的理解評(píng)價(jià)、物質(zhì)含量的測(cè)定、化學(xué)計(jì)算等知識(shí)，題目難度中等，是對(duì)所學(xué)知識(shí)的綜合運(yùn)用，需要學(xué)生具備扎實(shí)的基礎(chǔ)知識(shí)與分析問(wèn)題、解決問(wèn)題能力．