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                    
（2）两同学利用下图所示装置进行测定

①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。
②装置E中碱石灰的作用是                         。
③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）                。
④若沉淀样品的质量为m g，装置D的质量增加了n g，则沉淀中CuCO₃的质量分数为        。

Answer 1

（10分）（1）Cu²⁺+2HCO₃^-＝CuCO₃↓+CO₂↑+H₂O（2分）（2）①过滤（2分）
②防止空气中CO₂和水蒸气进入装置D（2分） ③cab（2分） ④×100%（2分）

解析试题分析：（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，所以反应的离子方程式为Cu²⁺+2HCO₃^-＝CuCO₃↓+CO₂↑+H₂O。
（2）①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。
②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，所以装置E中碱石灰的作用是防止空气中CO₂和水蒸气进入装置D。
③为减小实验误差，应先通入过量经NaOH处理的空气，排尽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，所以正确的操作顺序是cab。
④装置D的质量增加了ng，应为CO₂的质量，则根据碳原子守恒可知m（CuCO₃）＝×124g/mol，所以沉淀中CuCO₃的质量分数为×100%＝×100%。
考点：考查碳酸氢纳与硫酸铜溶液反应原理以及物质含量测定的实验设计与探究等