Question

（2012?崇明縣二模）某小組同學將一定濃度NaHCO₃溶液加入到CuSO₄溶液中發(fā)現生成了沉淀．甲同學認為沉淀是CuCO₃；乙同學認為沉淀是CuCO₃和Cu（OH）₂的混合物，他們設計實驗測定沉淀中CuCO₃的質量分數．
（1）按照甲同學的觀點，發(fā)生反應的離子方程式為

Cu²⁺+2HCO₃^-=CuCO₃↓+CO₂↑+H₂O（或：Cu²⁺+HCO₃^-=CuCO₃↓+H⁺、H⁺+HCO₃^-=CO₂↑+H₂O）

．
兩同學利用如圖所示裝置進行測定

（2）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

過濾

、洗滌、干燥．
（3）裝置E中堿石灰的作用是

防止空氣中CO₂和水蒸氣進入裝置D

．
（4）實驗過程中有以下操作步驟：
a．關閉K₁、K₃，打開K₂、K₄，充分反應
b．打開K₁、K₄，關閉K₂、K₃，通入過量空氣
c．打開K₁、K₃，關閉K₂、K₄，通入過量空氣
正確的順序是（填選項序號，下同）

cab

；若未進行步驟

b

，將使測量結果偏低．
（5）若沉淀樣品的質量為mg，裝置D的質量增加了ng，則沉淀中CuCO₃的質量分數為

31n

11m

×100%

．
（6）丙同學認為還可以通過測量

CO₂的體積

來測定沉淀中CuCO₃的質量分數．

Answer 1

分析：（1）按照甲同學的觀點，HCO₃^-電離生成H⁺和CO₃^2-，CO₃^2-與Cu²⁺反應生成CuCO₃沉淀，H⁺與HCO₃^-反應生成CO₂和H₂O；
（2）將沉淀從溶液中分離并凈化，應進行過濾、洗滌和干燥等操作；
（3）為準確測定生成CO₂的質量，應防止空氣中CO₂和水蒸氣進入裝置；
（4）為減小實驗誤差，應先通入過量經NaOH處理的空氣，排除裝置內的二氧化碳氣體，一段時間之后，再進行實驗，最后還要通入過量經NaOH處理的空氣，使生成的二氧化碳全部被吸收；
（5）裝置D的質量增加了ng，應為CO₂的質量，則m（CuCO₃）=

ng

44g/mol

×124g/mol，以此計算沉淀中CuCO₃的質量分數；
（6）測定沉淀中CuCO₃的質量分數，還可通過測量CO₂的體積進行計算．

解答：解：（1）按照甲同學的觀點，HCO₃^-電離生成H⁺和CO₃^2-，CO₃^2-與Cu²⁺反應生成CuCO₃沉淀，H⁺與HCO₃^-反應生成CO₂和H₂O，
反應的方程式為Cu²⁺+2HCO₃^-=CuCO₃↓+CO₂↑+H₂O（或：Cu²⁺+HCO₃^-=CuCO₃↓+H⁺、H⁺+HCO₃^-=CO₂↑+H₂O），
故答案為：Cu²⁺+2HCO₃^-=CuCO₃↓+CO₂↑+H₂O（或：Cu²⁺+HCO₃^-=CuCO₃↓+H⁺、H⁺+HCO₃^-=CO₂↑+H₂O）；
（2）將沉淀從溶液中分離并凈化，應進行過濾、洗滌和干燥等操作，故答案為：過濾；
（3）為準確測定生成CO₂的質量，應防止空氣中CO₂和水蒸氣進入裝置，故答案為：防止空氣中CO₂和水蒸氣進入裝置D；
（4）為減小實驗誤差，應先通入過量經NaOH處理的空氣，排除裝置內的二氧化碳氣體，即打開K₁、K₃，關閉K₂、K₄，通入過量空氣，一段時間之后，再關閉K₁、K₃，打開K₂、K₄，充分反應，最后還要通入過量經NaOH處理的空氣，使生成的二氧化碳全部被吸收，即打開K₁、K₄，關閉K₂、K₃，通入過量空氣，如若未進行步驟b，將使測量結果偏低，
故答案為：cab； b；
（5）裝置D的質量增加了ng，應為CO₂的質量，則m（CuCO₃）=

ng

44g/mol

×124g/mol，則沉淀中CuCO₃的質量分數為

ng 44g/mol ×124g/mol

mg

×100%=

31n

11m

×100%，
故答案為：

31n

11m

×100%；
（6）測定沉淀中CuCO₃的質量分數，還可通過測量CO₂的體積或稱量加熱后固體的質量進行計算，
故答案為：CO₂的體積．

點評：本題綜合考查物質的含量測定，涉及實驗基本操作方法，反應原理探究等知識，題目難度中等，易錯點為（4），注意從減小實驗誤差的角度分析．