Question

9．某同学查阅教材上的溶解性表时发现，CuCO₃对应的为“-”，表示不存在或遇水就分解．已知铜离子的常见沉淀为Cu（OH）₂（蓝色）、Cu₂（OH）₂SO₄（蓝色）、Cu₂（OH）₂CO₃（绿色）等，它们均不含结晶水．为了探究CuSO₄和Na₂CO₃反应产物的成份，该同学按以下实验方法制备了两种沉淀，并设计了探究沉淀成份的实验．
取2个小烧杯和2个锥形瓶，在每个烧杯里加入50mL0.5mol/L的CuSO₄溶液，在锥形瓶里分别加入40mL 和50mL0.5mol/LNa₂CO₃溶液，置于70℃水中水浴加热，然后将CuSO₄溶液加入到Na₂CO₃溶液中，继续水浴，均有气泡产生，几分钟后分别得到蓝绿色和绿色沉淀．过滤、洗涤、干燥，得到两份固体．
I．对蓝绿色沉淀成份的探究．
通过右边实验证实，沉淀中含有Cu₂（OH）₂CO₃和Cu₂（OH）₂SO₄

（1）证明有Cu₂（OH）₂CO₃存在的现象为试管2有气泡产生；
（2）试剂①为BaCl₂或Ba（NO₃）₂溶液，证明有Cu₂（OH）₂SO₄存在的现象为试管3有白色沉淀产生．
II．对绿色沉淀成份的探究
重复I实验，发现没有SO₄^2-存在，有Cu₂（OH）₂CO₃存在；
通过下列实验证实，沉淀中只有Cu₂（OH）₂CO₃

（3）该同学想通过测量固体分解所得气体的质量来确定沉淀的成份，按上述思路组装好装置，加入相应的药品，并指出所加药品的目的．

仪器 编号	药品	目的
A	碱石灰
B	绿色固体
C
D
E	碱石灰

（4）按照该同学的设计思路，只需测定某两个装置的质量变化，即△m （C）：△m（D）=9：22时（括号中填写装置的序号）就可确定固体是Cu₂（OH）₂CO₃．
（5）结论：n（Cu²⁺）：n（CO₃^2-）＞1时，所得固体产物有Cu₂（OH）₂CO₃和Cu₂（OH）₂SO₄；n（Cu²⁺）：n（CO₃^2-）≤1时，所得固体产物全部是Cu₂（OH）₂CO₃，生成该沉淀发生反应的离子方程式为：2Cu²⁺+2CO₃^2-+H₂O=Cu₂（OH）₂CO₃↓+CO₂↑．

Answer 1

分析 （1）根据Cu₂（OH）₂CO₃与盐酸反应有气泡产生，而Cu₂（OH）₂SO₄与盐酸反应无现象产生分析；
（2）证明有Cu₂（OH）₂SO₄存在即证明硫酸根离子，根据硫酸根与钡离子形成白色沉淀分析；
（3）根据通过测量固体分解所得气体的质量来确定沉淀的成份的实验原理，则开始通除了水蒸气和二氧化碳的空气将绿色固体加热分解的气体全部排到吸收装置中，使测量更准确，又首先应测定所得气体中水蒸气的质量，所以C为浓硫酸，再测定二氧化碳的质量，则D为碱石灰，最后E再用碱石灰目的主要是防止空气中的水蒸气和二氧化碳从后面进入影响测量结果，据此分析；
（4）根据Cu₂（OH）₂CO₃加热分解方程式Cu₂（OH）₂CO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CuO+H₂O↑+CO₂↑，只要测定水蒸气质量与二氧化碳质量之比等于18：44即可证明固体只有Cu₂（OH）₂CO₃；
（5）根据n（Cu²⁺）：n（CO₃^2-）≤1时，所得固体产物全部是Cu₂（OH）₂CO₃结合电荷原子守恒书写离子方程式．

解答 解：（1）因为Cu₂（OH）₂CO₃与盐酸反应有气泡产生，而Cu₂（OH）₂SO₄与盐酸反应无现象产生，所以证明有Cu₂（OH）₂CO₃存在的现象为试管2有气泡产生，故答案为：试管2有气泡产生；
（2）证明有Cu₂（OH）₂SO₄存在即证明硫酸根离子，因为硫酸根与钡离子形成白色沉淀，所以试剂①为BaCl₂或Ba（NO₃）₂溶液，证明有Cu₂（OH）₂SO₄存在的现象为试管3有白色沉淀产生，故答案为：BaCl₂或Ba（NO₃）₂溶液；试管3有白色沉淀产生；
（3）根据通过测量固体分解所得气体的质量来确定沉淀的成份的实验原理，则开始通除了水蒸气和二氧化碳的空气将绿色固体加热分解的气体全部排到吸收装置中，使测量更准确，又首先应测定所得气体中水蒸气的质量，所以C为浓硫酸，目的吸收生成的水蒸气，再测定二氧化碳的质量，则D为碱石灰，目的吸收生成的二氧化碳，最后E再用碱石灰目的主要是防止空气中的水蒸气和二氧化碳从后面进入影响测量结果；故答案为：

仪器 编号	药品	目的
A		除去空气中的水蒸气和二氧化碳
B
C	浓硫酸	吸收生成的水蒸气
D	碱石灰	吸收生成的二氧化碳
E		防止空气中的水蒸气和二氧化碳从后面进入影响测量结果

（4）因为Cu₂（OH）₂CO₃加热分解方程式Cu₂（OH）₂CO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CuO+H₂O↑+CO₂↑，所以只要测定水蒸气质量与二氧化碳质量之比等于18：44即可证明固体只有Cu₂（OH）₂CO₃，所以△m （ C）：△m（ D）=18：44=9：22 时，可确定固体是Cu₂（OH）₂CO₃；故答案为：△m （ C）：△m（ D）=9：22；
（5）当n（Cu²⁺）：n（CO₃^2-）≤1时，所得固体产物全部是Cu₂（OH）₂CO₃，则根据电荷原子守恒，离子方程式为2Cu²⁺+2CO₃^2-+H₂O=Cu₂（OH）₂CO₃↓+CO₂↑；故答案为：2Cu²⁺+2CO₃^2-+H₂O=Cu₂（OH）₂CO₃↓+CO₂↑．

点评 本题主要考查了CuSO₄和Na₂CO₃反应产物的成份的探究，关键是明确反应原理，掌握基础知识是解答的关键，本题难度不大．