Question

某研究性學習小組將一定濃度Na₂CO₃溶液滴入CuSO₄溶液中得到藍色沉淀．
甲同學認為兩者反應只生成CuCO₃一種沉淀；
乙同學認為這兩者相互促進水解反應，生成一種Cu（OH）₂沉淀；
丙同學認為生成CuCO₃和Cu（OH）₂兩種沉淀．
（查閱資料知：CuCO₃和Cu（OH）₂均不帶結晶水）
Ⅰ．按照乙同學的理解Na₂CO₃溶液和CuSO₄溶液反應的離子反應方程式為：

 

；
在探究沉淀物成分前，須將沉淀從溶液中分離并凈化．具體操作為 ①過濾②洗滌③干燥．
Ⅱ．請用如圖1所示裝置，選擇必要的試劑，定性探究生成物的成分．

（1）各裝置連接順序為

 

．
（2）裝置C中裝有的試劑名稱是

 

．
（3）按你的裝置連接順序，甲的猜想是正確的，則可通過

 

現(xiàn)象來說明甲的猜想是正確的．
Ⅲ．若CuCO₃和Cu（OH）₂兩者都有，丙同學通過裝置Ⅰ進行定量分析來測定其組成．
（1）實驗有關操作為：①往錐形瓶中放入適量的樣品：②從分液漏斗往錐形瓶中加入過量的稀硫酸；③檢驗裝置的氣密性；④測定收集到水的體積．正確的操作順序為

 

．
（2）廣口瓶中水的上面覆蓋了一層植物油，若瓶中的液體沒有裝滿（上方留有少量空間），實驗測得CO₂的體積將

 

（填偏大、偏小或不變）．
（3）若實驗中測得樣品的質量為wg，氣體的體積為aL（標況下），則樣品中CuCO₃的質量分數(shù)為

 

（CuCO₃的式量為124）．
（4）丁同學認為，丙同學的實驗方法，可能因氣體體積測量不準，導致誤差較大．建議改用圖中的Ⅱ、III裝置進行實驗．只需進行簡單而又必要的數(shù)據(jù)測定，可比較準確地確定樣品中CuCO₃的質量分數(shù)，較合理的裝置

 

（填代號）．但是丁同學的裝置仍然有缺陷，所測結果將偏高或偏低

 

．理由是

 

．

Answer 1

考點：性質實驗方案的設計,探究物質的組成或測量物質的含量

專題：實驗設計題

分析：Ⅰ、根據(jù)乙同學的認為：這兩者相互促進水解反應，生成Cu（OH）₂一種沉淀來回答；
Ⅱ、（1）利用加熱的方法檢驗，氫氧化銅和碳酸銅加熱分解得到氧化銅、水和二氧化碳，若有氫氧化銅可用無水硫酸銅檢驗，若有碳酸銅可用澄清的石灰水檢驗產生的二氧化碳；
（2）根據(jù)裝置中各個部分的作用來回答；
（3）根據(jù)碳酸銅和氫氧化銅受熱分解的性質來回答；
Ⅲ、（1）檢查裝置的氣密性往往是在加藥品前進行，否則將可能造成藥品的浪費；
（2）根據(jù)反應前后廣口瓶的上方留有的少量空間填充氣體變化考慮；
（3）根據(jù)碳原子守恒通過收集的二氧化碳的量計算CuCO₃的質量，再根據(jù)CuCO₃的質量分數(shù)=

m(CuCO 3)

m 總

×100%；
（4）丁同學設計的裝置Ⅲ較合理，這是通過反應前后總質量減少來測定碳酸銅的質量分數(shù)，這里的干燥管作用是吸收被二氧化碳帶出來的水蒸氣，若用Ⅱ，則二氧化碳被堿石灰吸收，反應前后幾無質量差；但丁同學仍未考慮到空氣中的水蒸氣的進入，否則將造成反應后的總質量增大，相當于二氧化碳的減小，導致結果偏低．

解答： 解：Ⅰ．乙同學的認為：這兩者相互促進水解反應，生成Cu（OH）₂一種沉淀，即是碳酸鈉和硫酸銅之間發(fā)生雙水解反應，原理為：Cu²⁺+CO₃^2-+H₂O=Cu（OH）₂↓+CO₂↑故答案為：Cu²⁺+CO₃^2-+H₂O=Cu（OH）₂↓+CO₂↑； 
Ⅱ．（1）利用加熱的方法檢驗，氫氧化銅和碳酸銅加熱分解得到氧化銅、水和二氧化碳，若有氫氧化銅可用無水硫酸銅檢驗，若有碳酸銅可用澄清的石灰水檢驗產生的二氧化碳，故答案為：A→C→B；
（2）無水硫酸銅可以檢驗水的產生和存在，放在干燥管中來檢驗，故答案為：無水硫酸銅；
（3）碳酸銅受熱分解會產生氧化銅和二氧化碳，二氧化碳可以使澄清的石灰水變渾濁，氫氧化銅受熱分解會產生氧化銅和水，水會使無水硫酸銅變藍，故答案為：裝置C中無水硫酸銅不變藍，裝置B中澄清石灰水變渾濁；  
Ⅲ．（1）檢查裝置的氣密性往往是在加藥品前進行，否則將可能造成藥品的浪費，故先檢驗氣密性，然后在錐形瓶中放入適量的樣品，再從分液漏斗往錐形瓶中加入過量的稀硫酸，測定收集到水的體積，故答案為：③①②④．
（2）反應前廣口瓶的上方留有的少量空間填充的是空氣，反應后廣口瓶的上方留有的少量空間填充的是二氧化碳，二氧化碳代替了開始的空氣，把最后空間中充入的二氧化碳當成開始時的空氣即可，所以對實驗結果沒有影響，故答案為：不變；
（3）根據(jù)碳原子守恒，則CuCO₃的質量

aL

22.4L/mol

×124g/mol，所以CuCO₃的質量分數(shù)=

m(CuCO 3)

m 總

×100%=

124a 22.4

w

×100%=

124a

22.4w

×100%，故答案為：

124a

22.4w

×100%；（4）丁同學設計的裝置Ⅲ較合理，這是通過反應前后總質量減少來測定碳酸銅的質量分數(shù)，這里的干燥管作用是吸收被二氧化碳帶出來的水蒸氣，若用Ⅱ，則二氧化碳被堿石灰吸收，反應前后幾無質量差；但丁同學仍未考慮到空氣中的水蒸氣的進入，否則將造成反應后的總質量增大，相當于二氧化碳的減小，導致結果偏低．
故答案為：Ⅲ；偏低；吸收空氣中的水蒸氣；

點評：本題屬于難度較大綜合性較強的物質推斷題，完成此類題目，要注意分析題干所提供的信息，明確各種物質的性質，以及哪些因素對實驗結果有影響，認真分析實驗數(shù)據(jù)，仔細作答，還要注意平時知識的積累．