Question

有一包固体粉末，可能是CaCO₃、Na₂SO₄、CuSO₄、Na₂CO₃中的一种或多种，某实验小组对其组成成分进行了以下探究活动．
【思考与交流】上述物质中，不溶于水的是

 

（填化学式，下同）．
能溶于水，其水溶液呈蓝色的是

 

．
【资料查阅】Na₂CO₃溶液与CuSO₄溶液混合能产生蓝色沉淀．
【活动与探究】取一定量上述固体粉末，加足量水溶解．在溶解过程中一定要用到的玻璃仪器有

 

和玻璃棒，其中玻璃棒的作用是

 

．
【现象与结论】经上述操作，得到蓝色澄清溶液，则原固体粉末中一定没有

 

和

 

（填化学式）．
【探索与拓展】为进一步确定原固体粉末的组成，该实验小组同学先用托盘天平称取23.1g该粉末，溶于水配成87.3g溶液，再往其中加入溶质质量分数为8%的NaOH溶液，发生如下反应：CuSO₄+2NaOH=Na₂SO₄+Cu（OH）₂↓，产生沉淀的质量与所加NaOH溶液质量的关系如图所示．据图回答：
（写出计算过程）
（1）计算产生最大沉淀量时所加NaOH溶液的质量．
（2）通过计算确定23.1g固体粉末的组成．（回答出物质名称和其质量）
（3）计算A点所示溶液中溶质的质量分数．

Answer 1

考点：物质的鉴别、推断,有关溶质质量分数的简单计算,盐的化学性质,根据化学反应方程式的计算

专题：混合物组成的推断题,综合计算（图像型、表格型、情景型计算题）

分析：【思考与交流】根据酸、碱、盐的水溶性可以知道碳酸钙不溶于水；硫酸铜是白色固体，但溶于水后得到的是蓝色溶液；
【活动与探究】根据溶解固体要在烧杯中进行，而常常用玻璃棒来搅拌，加速溶解等知识进行分析；
【现象与结论】根据加水溶解后得到的是蓝色溶液，可以知道在固体粉末中不含碳酸钙和碳酸钠，碳酸钠和硫酸铜不能共存进行分析；
【探索与拓展】根据分析可以知道，该混合物可能是硫酸铜和硫酸钠的混合物，根据图象中所给数据，结合化学方程式为进行解答，注意质量守恒定律的应用．

解答：解：【思考与交流】根据酸、碱、盐的水溶性可以知道碳酸钙不溶于水；硫酸铜是白色固体，但溶于水后得到的是蓝色溶液；
【活动与探究】溶解固体要在烧杯中进行，而常用玻璃棒来搅拌，以加速固体的溶解；
【现象与结论】加水溶解后得到的是蓝色溶液，所以固体粉末中一定含有硫酸铜，硫酸铜和碳酸钠会生成蓝色的碳酸铜沉淀，不能共存，碳酸钙难溶于水，所以固体粉末中不含碳酸钙和碳酸钠；
【探索与拓展】
通过分析可以知道，该混合物可能是硫酸铜和硫酸钠的混合物，根据图象可知硫酸铜和氢氧化钠反应生成了沉淀的质量为9.8g
可以根据硫酸钡沉淀的质量来求出硫酸铜、氢氧化钠、生成的硫酸钠的质量，然后再根据硫酸铜的质量来判断是不是含有硫酸钠，进而求出反应后生成的硫酸钠溶液的质量分数，所以
（1）解：设生成最大沉淀量时所加NaOH的质量为x，23.1g粉末中含有CuSO₄的质量为y，生成Na₂SO₄的质量为z
CuSO₄+2NaOH=Na₂SO₄+Cu（OH）₂↓
160    80     142      98
y       x      z      9.8g

160

y

=

80

x

=

142

z

=

98

9.8g

x=8g，y=16g，z=14.2g
所以NaOH溶液的质量═

8g

8%

=100g；
（2）Na₂SO₄的质量=23.1g-16.0g=7.1g
所以23.1g固体粉末由7.1g Na₂SO₄和16.0g CuSO₄组成；
（3）Na₂SO₄的质量分数=

14.2+7.1

100+87.3-9.8

×100%=12%
答：（1）产生最大沉淀量时所加NaOH溶液的质量是100g；
（2）23.1g固体粉末的组成是7.1g Na₂SO₄和16.0g CuSO₄；
（3）A点所示溶液中溶质的质量分数是12%．
故答案为：【思考与交流】CaCO₃，CuSO₄；
【活动与探究】烧杯；搅拌，加速固体的溶解；
【现象与结论】CaCO₃，Na₂CO₃；
【探索与拓展】
（1）解：设生成最大沉淀量时所加NaOH的质量为x，23.1g粉末中含有CuSO₄的质量为y，生成Na₂SO₄的质量为z
CuSO₄+2NaOH=Na₂SO₄+Cu（OH）₂↓
160    80     142      98
y       x      z      9.8g

160

y

=

80

x

=

142

z

=

98

9.8g

x=8g，y=16g，z=14.2g
所以NaOH溶液的质量═

8g

8%

=100g；
（2）Na₂SO₄的质量=23.1g-16.0g=7.1g
所以23.1g固体粉末由7.1g Na₂SO₄和16.0g CuSO₄组成；
（3）Na₂SO₄的质量分数=

14.2+7.1

100+87.3-9.8

×100%=12%
答：（1）产生最大沉淀量时所加NaOH溶液的质量是100g；
（2）23.1g固体粉末的组成是7.1g Na₂SO₄和16.0g CuSO₄；
（3）A点所示溶液中溶质的质量分数是12%．

点评：熟练掌握常见的盐的化学性质，记住它们的化学特性以根据实验现象作出正确的判断，在进行计算时一个题目多问时，尽可能的在同一个化学方程式中来解答．