Question

【題目】某學(xué)生研究小組欲探究CuSO4溶液與Na2CO3溶液混合產(chǎn)生的藍(lán)綠色沉淀組成，小組進(jìn)行下列實(shí)驗(yàn)探究。

（提出假設(shè)）

假設(shè)1：沉淀為Cu(OH)2

假設(shè)2：沉淀為________

假設(shè)3：沉淀為堿式碳酸銅[化學(xué)式可表示為nCuCO3mCu(OH)2]

（查閱資料）無論是哪一種沉淀受熱均易分解（假設(shè)均不含結(jié)晶水）。

（物質(zhì)成分探究）

步驟1：將所得懸濁液過濾，用蒸餾水洗滌，再用無水乙醇洗滌。

步驟2：甲同學(xué)取一定量固體，用氣密性良好的下圖裝置（夾持儀器未畫出）進(jìn)行定性實(shí)驗(yàn)。請回答下列問題：

（1）假設(shè)2中的沉淀為________________。

（2）假設(shè)1中沉淀為Cu(OH)2的理論依據(jù)是____________________________________。

（3）無水乙醇洗滌的目的____________________________________________________。

（4）若反應(yīng)后A中藍(lán)綠色固體變黑，C中無明顯現(xiàn)象，證明假設(shè)____（填寫序號）成立。

（5）乙同學(xué)認(rèn)為只要將上圖中B裝置的試劑改用_____________________試劑后，便可驗(yàn)證上述所有假設(shè)，裝置D的作用是__________________________。

（6）乙同學(xué)更換B試劑后驗(yàn)證假設(shè)3成立的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是_________________。

（7）在假設(shè)3成立的前提下，某同學(xué)考慮用Ba(OH)2溶液代替C中澄清石灰水，測定藍(lán)綠色固體的化學(xué)式，若所取藍(lán)綠色固體質(zhì)量為27.1g，實(shí)驗(yàn)結(jié)束后裝置B的質(zhì)量增加2.7g，C中的產(chǎn)生沉淀的質(zhì)量為19.7g。則該藍(lán)綠色固體的化學(xué)式為____________________。

Answer 1

【答案】CuCO3 碳酸根水解，溶液中含有較多的OH—（或者答雙水解，相互促進(jìn)，或者寫出雙水解離子方程式或化學(xué)方程式均可） 利用乙醇的易揮發(fā)，帶走洗滌的水 假設(shè)1 無水CuSO4 防止空氣中二氧化碳進(jìn)入C影響實(shí)驗(yàn) A中藍(lán)綠色固體變黑色，B中固體變藍(lán)，C中有白色沉淀產(chǎn)生 2 CuCO33Cu(OH)2或3Cu(OH)22 CuCO3或Cu5 (OH)6(CO3)2

【解析】

CuSO4溶液與Na2CO3溶液混合產(chǎn)生藍(lán)綠色沉淀，可能是反應(yīng)生成了碳酸銅沉淀，也可能發(fā)生雙水解生成了氫氧化銅沉淀，或是堿式碳酸銅；加熱時(shí)，碳酸銅分解生成二氧化碳和黑色氧化銅，加熱氫氧化銅時(shí)生成水蒸氣和黑色氧化銅，可以通過驗(yàn)證水的存在和二氧化碳的存在來證明產(chǎn)生的物質(zhì)成分，據(jù)此分析解答。

(1)CuSO4溶液與Na2CO3溶液混合產(chǎn)生藍(lán)綠色沉淀，可能是反應(yīng)生成了碳酸銅沉淀，或雙水解生成了氫氧化銅沉淀，或是堿式碳酸銅，假設(shè)1中沉淀為Cu(OH)2，假設(shè)2為CuCO3，故答案為：CuCO3；

(2)Na2CO3溶液中碳酸根能水解，產(chǎn)生氫氧根離子，所以與CuSO4溶液混合產(chǎn)生的藍(lán)綠色沉淀可能為氫氧化銅，故答案為：碳酸根水解，溶液中含有較多的OH-；

(3)所得懸濁液過濾，用蒸餾水洗滌，再用無水乙醇洗滌，可以洗去固體中殘留的水分，通風(fēng)晾干可以讓乙醇完全揮發(fā)，故答案為：利用乙醇的易揮發(fā)，帶走洗滌的水；

(4)加熱時(shí)，碳酸銅分解生成二氧化碳和黑色氧化銅，二氧化碳能使澄清的石灰水變渾濁，加熱氫氧化銅時(shí)生成水蒸氣和黑色氧化銅，若反應(yīng)后A中藍(lán)綠色固體變黑，C中無明顯現(xiàn)象證明一定不含有碳酸銅，則假設(shè)1正確，故答案為：1；

(5)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證碳酸銅或氫氧化銅是利用受熱分解生成的產(chǎn)物性質(zhì)驗(yàn)證，加熱時(shí)，碳酸銅分解生成二氧化碳和黑色氧化銅，加熱氫氧化銅時(shí)生成水蒸氣和黑色氧化銅，所以需要驗(yàn)證水的存在和二氧化碳的存在就可以證明產(chǎn)生的物質(zhì)成分，裝置A中加熱是否變化為黑色固體，裝置B選擇無水硫酸銅驗(yàn)證是否生成水，澄清石灰水是否變渾濁證明是否生成二氧化碳，所以要將上圖中B裝置的試劑改用無水CuSO4，裝置D中的堿石灰可以防止空氣中二氧化碳進(jìn)入C影響實(shí)驗(yàn)，故答案為：無水CuSO4；防止空氣中二氧化碳進(jìn)入C影響實(shí)驗(yàn)；

(6)裝置A中加熱是否變化為黑色固體，裝置B選擇無水硫酸銅，是否變藍(lán)色驗(yàn)證是否生成水，裝置C中澄清石灰水是否變渾濁證明是否生成二氧化碳，所以證明假設(shè)3是否正確的現(xiàn)象為：A中藍(lán)綠色固體變黑色，B中無水CuSO4固體變藍(lán)，C中有白色沉淀產(chǎn)生，故答案為：A中藍(lán)綠色固體變黑色，B中無水CuSO4固體變藍(lán)，C中有白色沉淀產(chǎn)生；

(7)B中吸收的是水，水的物質(zhì)的量==0.15mol，C中吸收的是二氧化碳生成碳酸鋇白色沉淀，根據(jù)碳原子守恒得二氧化碳的物質(zhì)的量==0.1mol，氧化銅的物質(zhì)的量==0.25mol，則銅離子、氫氧根離子和碳酸根離子的物質(zhì)的量之比=0.25mol∶0.3mol∶0.1mol=5∶6∶2，所以其化學(xué)式為：2CuCO33Cu(OH)2或3Cu(OH)22CuCO3或Cu5(OH)6(CO3)2，故答案為：2CuCO33Cu(OH)2或3Cu(OH)22CuCO3或Cu5(OH)6(CO3)2。