Question

某小组同学将一定浓度NaHCO₃溶液加入到CuSO₄溶液中发现生成了沉淀．甲同学认为沉淀是CuCO₃；乙同学认为沉淀是CuCO₃和Cu（OH）₂的混合物，他们设计实验测定沉淀中CuCO₃的质量分数．
（1）按照甲同学的观点，发生反应的离子方程式为______．
两同学利用如图所示装置进行测定

（2）在研究沉淀物组成前，须将沉淀从溶液中分离并净化．具体操作依次为______、洗涤、干燥．
（3）装置E中碱石灰的作用是______．
（4）实验过程中有以下操作步骤：
a．关闭K₁、K₃，打开K₂、K₄，充分反应
b．打开K₁、K₄，关闭K₂、K₃，通入过量空气
c．打开K₁、K₃，关闭K₂、K₄，通入过量空气
正确的顺序是（填选项序号，下同）______；若未进行步骤______，将使测量结果偏低．
（5）若沉淀样品的质量为mg，装置D的质量增加了ng，则沉淀中CuCO₃的质量分数为______．
（6）丙同学认为还可以通过测量______来测定沉淀中CuCO₃的质量分数．

Answer 1

解：（1）按照甲同学的观点，HCO₃^-电离生成H⁺和CO₃^2-，CO₃^2-与Cu²⁺反应生成CuCO₃沉淀，H⁺与HCO₃^-反应生成CO₂和H₂O，
反应的方程式为Cu²⁺+2HCO₃^-=CuCO₃↓+CO₂↑+H₂O（或：Cu²⁺+HCO₃^-=CuCO₃↓+H⁺、H⁺+HCO₃^-=CO₂↑+H₂O），
故答案为：Cu²⁺+2HCO₃^-=CuCO₃↓+CO₂↑+H₂O（或：Cu²⁺+HCO₃^-=CuCO₃↓+H⁺、H⁺+HCO₃^-=CO₂↑+H₂O）；
（2）将沉淀从溶液中分离并净化，应进行过滤、洗涤和干燥等操作，故答案为：过滤；
（3）为准确测定生成CO₂的质量，应防止空气中CO₂和水蒸气进入装置，故答案为：防止空气中CO₂和水蒸气进入装置D；
（4）为减小实验误差，应先通入过量经NaOH处理的空气，排除装置内的二氧化碳气体，即打开K₁、K₃，关闭K₂、K₄，通入过量空气，一段时间之后，再关闭K₁、K₃，打开K₂、K₄，充分反应，最后还要通入过量经NaOH处理的空气，使生成的二氧化碳全部被吸收，即打开K₁、K₄，关闭K₂、K₃，通入过量空气，如若未进行步骤b，将使测量结果偏低，
故答案为：cab； b；
（5）装置D的质量增加了ng，应为CO₂的质量，则m（CuCO₃）=，则沉淀中CuCO₃的质量分数为=，
故答案为：；
（6）测定沉淀中CuCO₃的质量分数，还可通过测量CO₂的体积或称量加热后固体的质量进行计算，
故答案为：CO₂的体积．
分析：（1）按照甲同学的观点，HCO₃^-电离生成H⁺和CO₃^2-，CO₃^2-与Cu²⁺反应生成CuCO₃沉淀，H⁺与HCO₃^-反应生成CO₂和H₂O；
（2）将沉淀从溶液中分离并净化，应进行过滤、洗涤和干燥等操作；
（3）为准确测定生成CO₂的质量，应防止空气中CO₂和水蒸气进入装置；
（4）为减小实验误差，应先通入过量经NaOH处理的空气，排除装置内的二氧化碳气体，一段时间之后，再进行实验，最后还要通入过量经NaOH处理的空气，使生成的二氧化碳全部被吸收；
（5）装置D的质量增加了ng，应为CO₂的质量，则m（CuCO₃）=，以此计算沉淀中CuCO₃的质量分数；
（6）测定沉淀中CuCO₃的质量分数，还可通过测量CO₂的体积进行计算．
点评：本题综合考查物质的含量测定，涉及实验基本操作方法，反应原理探究等知识，题目难度中等，易错点为（4），注意从减小实验误差的角度分析．