Question

某研究性学习小组将一定浓度的Na₂CO₃溶液滴入CuSO₄溶液中得到蓝色沉淀．
甲同学认为沉淀可能是CuCO₃；
乙同学认为沉淀可能是Cu（OH）₂；
丙同学认为沉淀可能是CuCO₃和Cu（OH）₂的混合物（两者都不含结晶水）．
Ⅰ．按照乙同学的观点，你认为其原理是______（用离子方程式表示）．
Ⅱ．将上述产生的蓝色沉淀洗涤、干燥后放入试管中加热，定性探究生成物的成分．

（1）B装置中试剂的化学式是______，C装置中试剂的名称是______；
（2）能证明乙同学观点正确的实验现象是______．
Ⅲ．研究性学习小组的同学为了测定一包由CuCO₃和Cu（OH）₂组成的混合物中Cu（OH）₂的质量分数，设计出下列装置进行实验．

（1）各装置连接的顺序为______；
（2）实验开始和结束时都要通入过量的空气，结束时通入过量空气的作用是______；
（3）若沉淀样品的质量为m g，装置D质量增加了n g，则其中Cu（OH）₂的质量分数为______．
（4）利用上述装置测出的Cu（OH）₂质量分数偏低，其原因是______．

Answer 1

解：Ⅰ、乙同学认为沉淀可能是Cu（OH）₂，原因是CO₃^2-水解成碱性，Cu²⁺与OH^?结合生成Cu（OH）₂；反应的离子方程式为Cu²⁺+CO₃^2-+H₂O=Cu（OH）₂↓+CO₂↑，
故答案为：Cu²⁺+CO₃^2-+H₂O=Cu（OH）₂↓+CO₂↑；
Ⅱ、（1）装置B检验是否有水生成，可用无水硫酸铜检验，若无水硫酸铜变蓝色说明有水生成，验证沉淀中有氢氧化铜生成，否则沉淀中无氢氧化铜，
用澄清的石灰水检验是否产生二氧化碳，装置C中澄清石灰水变浑浊，说明生成二氧化碳，即说明含有CuCO₃，
故答案为：CuSO₄；澄清石灰水；
（2）若沉淀是Cu（OH）₂，加热氢氧化铜得到氧化铜、水，B中无水硫酸铜变蓝，C澄清石灰水不变浑浊，
故答案为：B中无水硫酸铜变蓝，C澄清石灰水不变浑浊；
Ⅲ、（1）碱石灰可以吸收水和二氧化碳，空气中的水以及二氧化碳会干扰试验结果应该将其在实验之前排除掉，并在装置的最后放上碱石灰，防止空气中的水和二氧化碳来干扰试验结果，可以用浓硫酸来吸收水，用碱石灰来吸收二氧化碳，根据浓硫酸和碱石灰的增重量来确定生成水和二氧化碳的量，故答案为：CABD；
（2）装置C中碱石灰的作用是：吸收空气中的H₂O 蒸汽和CO₂，实验开始时和实验结束时都要通入过量且处理过的空气其作用都是将装置中滞留的H₂O 蒸汽和CO₂排出，
故答案为：将装置中滞留的水蒸汽和CO₂排出；
（3）若沉淀样品的质量为m g，装置D质量增加了n g，依据装置图分析可知，D中增加质量为二氧化碳的质量，依据原子守恒计算碳酸钙质量=×124g/mol；
氢氧化铜质量=mg-g；
所以氢氧化铜质量分数=×100%=，故答案为：；
（4）最后碱石灰吸收二氧化碳的同时吸收空气中的二氧化碳和水蒸气，使碳酸铜质量增大，氢氧化铜质量分数减小，
故答案为：空气中的水蒸气和二氧化碳被装置D中的碱石灰吸收．
分析：Ⅰ、CO₃^2-水解成碱性，Cu²⁺与OH^?结合生成Cu（OH）₂；
Ⅱ、（1）利用加热的方法检验，氢氧化铜和碳酸铜加热分解得到氧化铜、水和二氧化碳，若有氢氧化铜可用无水硫酸铜检验，若有碳酸铜可用澄清的石灰水检验产生的二氧化碳，澄清石灰水变浑浊说明含有CuCO₃；
（2）若沉淀是Cu（OH）₂，加热氢氧化铜得到氧化铜、水，B中无水硫酸铜变蓝，C中澄清石灰水不变浑浊；
Ⅲ、（1）根据CuCO₃和Cu（OH）₂受热分解的产物和检验所产生的现象来连接装置；
（2）碱石灰可以吸收水和二氧化碳，空气中的水以及二氧化碳会干扰试验结果应该将其排除掉；
（3）装置D质量增加了n克，即生成水的质量是ng，根据原子守恒计算得到；
（4）上述装置测出的Cu（OH）₂质量分数偏低，是因为最后碱石灰吸收二氧化碳的同时吸收空气中的二氧化碳和水蒸气，使碳酸铜质量增大，氢氧化铜质量分数减小．
点评：本题考查了物质性质的实验验证和组成性质探究，物质含量的测定方法和计算，装置的选择原理和作用是解题关键，题目难度中等．