Question

某小組同學將一定濃度NaHCO₃溶液加入到CuSO₄溶液中發現生成了沉淀。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,發生反應的離子方程式為                               。
(2)兩同學利用下圖所示裝置進行測定:

①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。
②裝置E中堿石灰的作用是                                。 
③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)。若未進行步驟       ,將使測量結果偏低。 
④若沉淀樣品質量為m g,裝置D質量增加了n g,則沉淀中CuCO₃的質量分數為       。 
(3)丙同學認為還可以通過測量CO₂的體積并測量       來測定沉淀中CuCO₃的質量分數。 

Answer 1

(1)Cu²⁺ + 2HC=uCO₃↓+ CO₂↑+ H₂O
(2)②防止空氣中CO₂和水蒸氣進入裝置D ③ cab  b
④×100%
(3)樣品質量(或樣品充分灼燒后的質量)(其他合理答案也可)

(1)如果甲的觀點正確,則生成碳酸銅的同時,必然還生成CO₂和水,離子方程式為Cu²⁺ + 2HCCuCO₃↓+CO₂↑+ H₂O。
(2)②由于空氣中也含有水蒸氣和CO₂,所以E中堿石灰的作用是防止空氣中的CO₂和水蒸氣進入裝置D,干擾實驗結果。
③由于裝置中也含有空氣,所以首先要排盡裝置中的空氣,然后再反應。由于反應中生成的氣體會殘留在裝置中,因此反應結束后,再通入空氣將反應生成的氣體全部排出,因此正確的答案選cab。如果不進行b步驟,必使CO₂的量偏小,將使測量結果偏低。
④D是吸收CO₂的,所以碳酸銅的質量是×124 g,所以碳酸銅的質量分數是×100%。
(3)由CO₂的體積可計算CuCO₃的物質的量,還必須直接或間接測得樣品的質量。