Question

(14分)將過量的Na2CO3溶液滴入到一定量CuSO4溶液中得到藍色固體。某研究性學習小組欲對藍色固體的成分進行探究。請完成下列各題：

（一）猜想與假設(shè)：

猜想一：固體為CuCO3，理由： （用化學反應(yīng)方程式表示）。

猜想二：固體為Cu(OH)2，理由：Na2CO3溶液呈 （填“酸”或“堿”）性。

猜想三：固體為Cu(OH)2和CuCO3的混合物。

（二）資料查閱：

①Cu(OH)2和CuCO3晶體均不帶結(jié)晶水；

②Cu(OH)2、CuCO3受熱易分解，化學反應(yīng)方程式分別為：

Cu(OH)2==CuO+H2O CuCO3==CuO+CO2

③無水CuSO4遇水變藍色。

（三）設(shè)計與實驗：

Ⅰ．固體的獲�。�

將反應(yīng)后的固、液混合物經(jīng)過濾、洗滌、低溫烘干得藍色固體。

Ⅱ．用下圖所示裝置，定性探究固體的成分。

（1）若用裝置A、B組合進行實驗，B中無現(xiàn)象，則猜想 正確；

（2）若用裝置A、C組合進行實驗，C中無現(xiàn)象，則猜想 正確；

（3）小組同學將裝置按 A、 、 （填“B”、“C”）的順序組合進行實驗，驗證出猜想三是正確的；實驗中： C中的現(xiàn)象 。

結(jié)論：固體為Cu(OH)2和CuCO3的混合物。

Ⅲ．固體成分定量測定：

已知Cu(OH)2的分解溫度為66℃～68℃，CuCO3的分解溫度為200℃～220℃。小組同學用熱分析儀對固體進行熱分解，獲得相關(guān)數(shù)據(jù)，繪成的固體質(zhì)量變化與分解溫度的關(guān)系如下圖，請根據(jù)圖示回答下列問題：

（4）根據(jù)圖示從A點到達B點時的固體質(zhì)量差，求被分解的氫氧化銅的質(zhì)量(寫出計算過程)。

（5）通過計算可得32.0g固中C元素和H元素的質(zhì)量比＝ 。

（6）若將24.0g剩余固體繼續(xù)加熱到更高的溫度，發(fā)現(xiàn)固體質(zhì)量減少了2.4g后質(zhì)量不再改變，寫出此過程中可能發(fā)生反應(yīng)的化學方程式： 。

 

Answer 1

（一）Na2CO3+CuSO4==== CuCO3↓+ Na2SO4 堿

（三）Ⅱ⑴猜想二 ⑵猜想一

⑶ C、B 無水硫酸銅變藍色

⑷19.6g ⑸ 3:1 （6）4CuO△2Cu2O+O2↑

【解析】

試題分析：（1）根據(jù)復分解反應(yīng)發(fā)生的條件 ，相互交換成分，Na2CO3溶液滴入到一定量CuSO4溶液中得到藍色固體，發(fā)生的化學方程式為：Na2CO3+CuSO4==== CuCO3↓+ Na2SO4

（2） Na2CO3溶液呈堿性

（三）設(shè)計與實驗：

（1） 若用裝置A、B組合進行實驗，B中無現(xiàn)象，說明無二氧化碳生成，則猜想二成立

（2）若用裝置A、C組合進行實驗，C中無現(xiàn)象，說明無水生成，則猜想一成立

（3）要同時驗證生成物中既有二氧化碳生成，又有水生成，應(yīng)該先驗證水，再驗證二氧化碳，所以裝置應(yīng)按A、C、B的順序組合進行實驗，這樣即可驗證出猜想三是正確的，此時C中現(xiàn)象無水硫酸銅變藍色，B中的澄清石灰水變渾濁，可得出結(jié)論：固體為Cu(OH)2和CuCO3的混合物

（4）根據(jù)圖示從A點到達B點，溫度處在200℃以內(nèi)，此時發(fā)生的反應(yīng)是Cu(OH)2的分解，所以固體質(zhì)量差是水的質(zhì)量=32g-28.4g=3.6g，可設(shè)氫氧化銅的質(zhì)量為x

Cu(OH)2==CuO+H2O

98 18

x 3.6g

98：18=x：3.6g ∴x=19.6g

（5）根據(jù)上面的計算Cu(OH)2的質(zhì)量是19.6g，故氫元素的質(zhì)量=19.6g×2/98×100%=0.4g，CuCO3的的質(zhì)量=32g-19.6g=12.4g，故碳元素的質(zhì)量=12.4g×12/124×100%=1.2g，所以32.0g固中C元素和H元素的質(zhì)量比＝1.2g：0.4g=3：1

（6）加熱到220℃，此時的Cu(OH)2和CuCO3都已全部分解，得到純凈的CuO24g，若將24.0g剩余固體繼續(xù)加熱到更高的溫度，發(fā)現(xiàn)固體質(zhì)量減少了2.4g后質(zhì)量不再改變，根據(jù)質(zhì)量守恒定律分析，減少的質(zhì)量只可能是氧氣，故此過程中可能發(fā)生反應(yīng)的化學方程式：4CuO△2Cu2O+O2↑

考點：分析說明題，實驗探究題的解答