Question

【題目】某同學(xué)將一定濃度的Na2CO3溶液加入CuSO4溶液中，發(fā)現(xiàn)生成了沉淀，其對沉淀的成分進行如下探究：

[提出假設(shè)]

假設(shè)1：沉淀是CuCO3；

假設(shè)2：(1) ________________________________________；

假設(shè)3沉淀是CuCO3和Cu(OH)2的混合物。

[驗證假設(shè)]

（2）如果假設(shè)1成立，則反應(yīng)的離子方程式為_________________________。

（3）用離子方程式表示假設(shè)3中有Cu(OH)2生成的理論依據(jù)：______________________________。

（4）為證明以上哪種假設(shè)成立，該同學(xué)用如圖裝置測定沉淀樣品中CuCO3的質(zhì)量分數(shù)：

①實驗時的步驟依次為a.打開K1、K3，關(guān)閉K2、K4，通入過量空氣；b.關(guān)閉K1、K3，打開K2、K4，充分反應(yīng)；c.打開K1、K4，關(guān)閉K2、K3，通入過量空氣，若未進行步驟a，將使測定結(jié)果________(填“偏低”“偏高”或“無影響”)。②實驗結(jié)束時通入過量空氣的目的是_____________。③裝置E的作用是_____________，④若打開K2時發(fā)現(xiàn)稀硫酸不能滴下，接下來應(yīng)進行的操作是______________。

（5）若沉淀樣品的質(zhì)量為10.0 g，裝置D的質(zhì)量增加了2.2 g，則假設(shè)_______________成立。

Answer 1

【答案】 沉淀是Cu(OH)2 Cu2＋＋CO32=CuCO3↓ CO32＋H2OHCO3＋OH－，2OH－＋Cu2＋=Cu(OH)2↓ 偏高 將裝置中滯留的CO2排至裝置D中，使其被堿石灰吸收 吸收空氣中的二氧化碳和水蒸氣，防止被D中堿石灰吸收 打開分液漏斗上口的塞子（或?qū)⒎忠郝┒飞峡诘男】着c塞子的凹槽對準） 3

【解析】一定濃度的Na2CO3溶液加入CuSO4溶液中，發(fā)現(xiàn)生成了沉淀，可能是反應(yīng)生成的碳酸銅沉淀，也可能是雙水解生成的氫氧化銅沉淀，也可能是二者共存的沉淀分析判斷，依據(jù)假設(shè)推斷可知，假設(shè)2：沉淀是Cu(OH)2；
(1)如果假設(shè)1成立，則反應(yīng)的離子反應(yīng)為碳酸根離子和銅離子結(jié)合生成碳酸銅沉淀，離子方程式為Cu2++CO32-═CuCO3↓；
(2)沉淀是CuCO3和Cu(OH)2的混合物，可能是碳酸根離子水解顯堿性和銅離子水解顯酸性相互促進反應(yīng)生成氫氧化銅沉淀，碳酸根離子結(jié)合銅離子生成碳酸銅沉淀，其中有Cu(OH)2生成的理論依據(jù)是CO32＋H2OHCO3＋OH－，2OH－＋Cu2＋=Cu(OH)2↓ ；
(3)①為減小實驗誤差，應(yīng)先通入過量經(jīng)NaOH處理的空氣，排除裝置內(nèi)的二氧化碳氣體，即打開K1、K3，關(guān)閉K2、K4，通入過量空氣，一段時間之后，再關(guān)閉K1、K3，打開K2、K4，充分反應(yīng)，最后還要通入過量經(jīng)NaOH處理的空氣，使生成的二氧化碳全部被吸收，即打開K1、K4，關(guān)閉K2、K3，通入過量空氣，如若未進行步驟a，打開K1、K3，關(guān)閉K2、K4，通入過量空氣，裝置中的二氧化碳不能被趕出，將使測量結(jié)果偏高；

②實驗結(jié)束時通入過量空氣的目的是將裝置中的二氧化碳全部趕出到堿石灰吸收，減少誤差；

③利用裝置E中堿石灰可吸收空氣中的二氧化碳和水蒸氣，防止被D中堿石灰吸收；

④若打開K2時發(fā)現(xiàn)稀硫酸不能滴下，說明分液漏斗上方?jīng)]有外界空氣想通，則接下來應(yīng)進行的操作是打開分液漏斗上口的塞子(或?qū)⒎忠郝┒飞峡诘男】着c塞子的凹槽對準)即可；

(5)裝置D的質(zhì)量增加了2.2g，應(yīng)為CO2的質(zhì)量，則m(CuCO3)==0.05mol，
則沉淀中CuCO3的質(zhì)量分數(shù)為×100%=62%，說明沉淀含有氫氧化銅沉淀，說明假設(shè)3正確。