Question

【题目】某校化学实验课上，老师要求学生用硫酸铜溶液与氢氧化钠溶液制备Cu(OH)2，为了缩短实验时间，老师让学生将反应容器放在沸水浴中进行反应，结果出现了如下两种不同的实验现象：

	操作	现象
实验一	向NaOH溶液中滴加CuSO4溶液	黑色沉淀
实验二	向CuSO4溶液中滴加NaOH溶液	蓝色沉淀

（1）甲同学认为实验一中产生的黑色沉淀是___(填化学式)，理由是___。

（2）为验证推测结果是否正确，甲同学将黑色沉淀过滤、洗涤、干燥后称得质量为ag，并按照如图所示装置进行实验，实验前后称得干燥管E的质量分别为cg和dg。

为确保实验的准确性，甲同学认为应在装置A反应一段时间后再接上装置E，点燃D中的酒精灯，其理由是___。乙同学认为甲同学的装置仍有不足，应在E的末端连接一个气囊，气囊的作用有两个：___。甲同学改进实验装置后完成实验，若a、c、d满足关系式：___，则证明甲同学对黑色沉淀的推测是正确的。

（3）丙同学认为实验二中的蓝色沉淀应为Cu(OH)2，丁同学立即提出反对意见，认为该蓝色沉淀一定不是Cu(OH)2。为确认实验二中蓝色沉淀的成分，丁同学从实验时药品的加入顺序考虑，可能是反应物的用量不同导致产物的不同，并上网查阅资料知，当NaOH溶液少量时会生成碱式硫酸铜[Cu2(OH)2SO4]，反应的离子方程式为___。

（4）进一步查阅资料可知碱式硫酸铜为蓝色物质，难溶于水、可溶于酸。请你设计实验，验证实验二中生成的蓝色沉淀含有SO42-：___。

Answer 1

【答案】CuO 生成的Cu(OH)2沉淀受热分解成黑色的CuO 装置中存在二氧化碳和水蒸气，也会被碱石灰吸收，对实验产生影响 防止空气中的二氧化碳和水蒸气进入装置E(或排尽装置内空气，防止其对实验产生影响)，收集多余的H2 9a=40(d-c) 2Cu2++2OH-+SO42-=Cu2(OH)2SO4↓ 将蓝色沉淀过滤、洗涤后溶于过量稀盐酸(或稀硝酸)中，待沉淀溶解后加入氯化钡溶液，若产生白色沉淀，则含有SO42-

【解析】

（1）CuO为黑色；

（2）由图可知，A中制备氢气，B中NaOH除去HCl，C中浓硫酸干燥氢气，D中氢气还原CuO，且氢气不纯加热易爆炸，E中碱石灰可吸收水，且空气中的水、二氧化碳可进入E中；（3）NaOH溶液少量时会生成碱式硫酸铜[Cu2（OH）2SO4]，以此书写离子反应；

（4）验证实验二中生成的蓝色沉淀含有SO42-，可溶于盐酸后，滴加氯化钡观察是否生成白色沉淀。

分析元素，生成的沉淀能受热分解成黑色的CuO，黑色沉淀可能为氧化铜，

应在装置A反应一段时间后再接上装置D的原因是装置中存在的二氧化碳和水蒸气也会被碱石灰吸收，乙同学认为甲同学的装置仍有不足，应在装置E的末端连接一个气囊，防止空气中的水蒸气和二氧化碳进入装置E或排尽装置内空气，防止其对实验产生影响，氧原子守恒，所以，可证明黑色沉淀是氧化铜；

当NaOH溶液少量时会生成碱式硫酸铜，反应的离子方程式为；

碱式硫酸铜为蓝色物质，难溶于水、可溶于酸，要检验，首先要把碱式硫酸铜溶于硝酸或盐酸中，得到含溶液，再加入氯化钡溶液，产生不溶于酸的白色沉淀。