Question

一定濃度NaHCO₃溶液與CuSO₄溶液中反應后生成了藍綠色顆粒狀沉淀．就沉淀成分提出了如下三種假設：
假設一：沉淀是CuCO₃；
假設二：沉淀是Cu（OH）₂
假設三：沉淀是CuCO₃和Cu（OH）₂的混合物
（1）寫出假設二，沉淀是Cu（OH）₂生成的理由

 

 （用離子方程式表示）；
（2）為了探究沉淀的成分，取出了一部分沉淀，滴加稀鹽酸，有氣體放出．憑此現象，判斷沉淀中含有

 

；
（3）為了進一步探究沉淀的成份，進而確定假設中何種假設成立，設計實驗，裝置圖如下：

①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

 

、洗滌、干燥；
②裝置E中藥品的名稱是

 

作用為

 

；
③實驗過程中有以下操作步驟：a．打開K₁、K₃，關閉K₂、K₄，通入過量空氣．此步驟的作用是

 

  b．關閉K₁、K₃，打開K₂、K₄，充分反應 c．再通入過量空氣時，活塞處于打開的

 

關閉的

 

．
④若沉淀樣品的質量為m g，裝置D的質量增加了n g；若沉淀樣品為純凈物，m、n之間的關系為

 

若假設三成立，則Cu（OH）₂的質量分數為

 

；若不進行步驟C，則會使測得結果

 

（填“偏高”“無影響”“偏低”）

Answer 1

考點：探究物質的組成或測量物質的含量,銅金屬及其重要化合物的主要性質

專題：實驗探究和數據處理題

分析：（1）假設2沉淀為氫氧化銅的判斷依據是碳酸氫鈉和硫酸銅在水溶液中發(fā)生雙水解生成分析；
（2）取出了一部分沉淀，滴加稀鹽酸，有氣體放出，證明沉淀中含有碳酸銅；
（3）①將沉淀從溶液中分離并凈化的實驗步驟為過濾、洗滌、干燥；
②分析裝置是利用測定溶解沉淀生成的二氧化碳質量計算得到，裝置D是測定二氧化碳質量的干燥管，裝置E中裝有堿石灰，防止空氣中的二氧化碳和水蒸氣進入裝置D，造成測定誤差；
③空氣中含有二氧化碳，空氣通過氫氧化鈉溶液吸收空氣中的二氧化碳，利用除去二氧化碳的空氣，打開K₁、K₃，關閉K₂、K₄，排除裝置中的焓二氧化碳氣體的空氣，避免測定誤差的產生；關閉K₁、K₃，打開K₂、K₄，裝置B中樣品充分反應，關閉K₂，K₃，打開K₁、K₄，再通入過量空氣把裝置中生成的二氧化碳氣體全部趕到裝置D中完全吸收，減少誤差；
④若沉淀樣品的質量為m g，若沉淀樣品為純凈物，則判斷沉淀為CuCO₃，裝置D的質量增加了n g，為二氧化碳氣體質量，依據碳元素守恒得到mn的關系；若假設三正確，依據生成的二氧化碳物質的量減少碳酸銅質量，根據樣品質量計算得到氫氧化銅的質量分數．

解答： 解：（1）假設2沉淀為氫氧化銅的判斷依據是碳酸氫鈉和硫酸銅在水溶液中發(fā)生雙水解生成，反應的離子方程式為Cu²⁺+2HCO₃^-=Cu （OH）₂↓+2CO₂↑，
故答案為：Cu²⁺+2HCO₃^-=Cu （OH）₂↓+2CO₂↑；
（2）取出了一部分沉淀，滴加稀鹽酸，有氣體放出，依據沉淀的組成可能是碳酸銅、氫氧化銅沉淀，其中碳酸銅和鹽酸反應生成二氧化碳氣體，證明沉淀中含有碳酸銅，故答案為：CuCO₃；
（3）①分析題干可知，將沉淀從溶液中分離并凈化的實驗步驟為過濾、洗滌、干燥，故答案為：過濾；
②裝置是利用測定溶解沉淀生成的二氧化碳質量計算得到，裝置D是測定二氧化碳質量的干燥管，裝置E中裝有堿石灰，防止空氣中的二氧化碳和水蒸氣進入裝置D，造成測定誤差，故答案為：堿石灰；防止空氣中的水蒸氣和CO₂進入裝置D；
③空氣中含有二氧化碳，空氣通過氫氧化鈉溶液吸收空氣中的二氧化碳，利用除去二氧化碳的空氣，打開K₁、K₃，關閉K₂、K₄，排除裝置中的焓二氧化碳氣體的空氣，避免測定誤差的產生；關閉K₁、K₃，打開K₂、K₄，裝置B中樣品充分反應，關閉K₂，K₃，打開K₁、K₄，再通入過量空氣把裝置中生成的二氧化碳氣體全部趕到裝置D中完全吸收，減少誤差；
故答案為：排除整套裝置中的CO₂，使測得結果更準確；K₁、K₄；K₂，K₃；
④若沉淀樣品的質量為m g，若沉淀樣品為純凈物，則判斷沉淀為CuCO₃，裝置D的質量增加了n g，為二氧化碳氣體質量，依據碳元素守恒得到mg=

n

44

mol×124g/mol，l，得到mn的關系為

11

31m

；若假設三正確，依據生成的二氧化碳物質的量減少碳酸銅質量，根據樣品質量計算得到氫氧化銅的質量分數=

mg- ng 44g/mol ×124g/mol

mg

×100%=

(11m-31n)

11m

×100%，若不進行步驟C，生成的二氧化碳氣體中含有水蒸氣，被裝置D吸收后稱量得到二氧化碳質量增大，計算得到碳酸銅質量增大，氫氧化銅的質量減小，則會使測得結果質量分數偏低，
故答案為：n=

11

31m

； 

(11m-31n)

11m

×100%；偏低；

點評：本題考查了實驗探究物質組成的實驗設計和方案分析判斷，裝置特征分析，物質性質的分析應用是解題關鍵，實驗基本操作和流程理解是解題關鍵，題目難度中等．