Question

6．某興趣小組的同學(xué)發(fā)現(xiàn)，將CuSO₄溶液與Na₂CO₃溶液混合會(huì)產(chǎn)生藍(lán)綠色沉淀．他們對(duì)沉淀的組成很感興趣，決定采用實(shí)驗(yàn)的方法進(jìn)行探究．
猜想1：所得沉淀為Cu（OH）₂或CuCO₃；
猜想2：所得沉淀為CuCO₃或Cu（OH）₂；
猜想3：所得沉淀為堿式碳酸銅．查閱資料獲知，無(wú)論是哪一種沉淀受熱均易分解（假設(shè)均不含結(jié)晶水）．
步驟1：將所得懸濁液過(guò)濾，先用蒸餾水洗滌，再用無(wú)水乙醇洗滌，風(fēng)干．
步驟2：取一定量所得固體，用如圖裝置（夾持儀器未畫出）進(jìn)行定性實(shí)驗(yàn)．能證明猜想1成立的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是B中白色固體變藍(lán)，C中無(wú)明顯現(xiàn)象（若猜想1所得沉淀為CuCO₃，則實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象為B中無(wú)明顯現(xiàn)象，C中產(chǎn)生白色沉淀）．

（1）檢查上述虛線框內(nèi)裝置氣密性的實(shí)驗(yàn)操作是：關(guān)閉K，用酒精燈微熱硬質(zhì)玻璃管，若C中有氣泡逸出，撤去酒精燈冷卻一段時(shí)間后，C中導(dǎo)管內(nèi)形成水柱，則證明裝置的氣密性良好
（2）若在上述裝置B中盛放無(wú)水CaCl₂，C中盛放Ba（OH）₂溶液，還可測(cè)定所得沉淀的組成．
①C中盛放Ba（OH）₂溶液，而不使用澄清石灰水的原因是Ba（OH）₂溶解度大于Ca（OH）₂，充分吸收CO₂，BaCO₃的摩爾質(zhì)量大于CaCO₃，測(cè)量誤差小
②若所取藍(lán)綠色固體質(zhì)量為27.1g，實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，裝置B的質(zhì)量增加2.7g，C中產(chǎn)生沉淀的質(zhì)量為19.7g．則該藍(lán)綠色固體的化學(xué)式為Cu₅（OH）₆（CO₃）₂．

Answer 1

分析 猜想1、2：根據(jù)氫氧化銅和碳酸銅都是藍(lán)色沉淀分析藍(lán)綠色沉淀成分；
步驟2能證明猜想1成立的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是：加熱時(shí)，碳酸銅分解生成二氧化碳，二氧化碳能使澄清的石灰水變渾濁，解熱氫氧化銅時(shí)生成水蒸氣，水能使無(wú)水硫酸銅變藍(lán)；
[問(wèn)題討論]
（1）關(guān)閉K，用酒精燈微熱硬質(zhì)玻璃管，根據(jù)C中是否有氣泡冒出判斷該裝置的氣密性；
（2）①根據(jù)溶質(zhì)的溶解性和其測(cè)量誤差分析；
②B中吸收的是水，C中吸收的是二氧化碳，根據(jù)質(zhì)量守恒定律測(cè)得氧化銅的質(zhì)量，根據(jù)原子守恒確定其化學(xué)式．

解答 解：氫氧化銅和碳酸銅都是藍(lán)色沉淀，所以其猜想是：所得沉淀是Cu（OH）₂或CuCO₃，故答案為：Cu（OH）₂、CuCO₃；
步驟2能證明猜想1成立的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是：加熱時(shí)，碳酸銅分解生成二氧化碳，二氧化碳能使澄清的石灰水變渾濁，解熱氫氧化銅時(shí)生成水蒸氣，水能使無(wú)水硫酸銅變藍(lán)，如果B中白色固體變藍(lán)，C中無(wú)明顯現(xiàn)象（若猜想1所得沉淀為CuCO₃，則實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象為B中無(wú)明顯現(xiàn)象，C中產(chǎn)生白色沉淀）則證明猜想1成立，故答案為：B中白色固體變藍(lán)，C中無(wú)明顯現(xiàn)象（若猜想1所得沉淀為CuCO₃，則實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象為B中無(wú)明顯現(xiàn)象，C中產(chǎn)生白色沉淀）；
（1）利用氣體熱脹冷縮的性質(zhì)檢驗(yàn)裝置的氣密性，其操作方法是：關(guān)閉K，用酒精燈微熱硬質(zhì)玻璃管，若C中有氣泡逸出，撤去酒精燈冷卻一段時(shí)間后，C中導(dǎo)管內(nèi)形成水柱，則證明裝置的氣密性良好，故答案為：用酒精燈微熱硬質(zhì)玻璃管，若C中有氣泡逸出，撤去酒精燈冷卻一段時(shí)間后，C中導(dǎo)管內(nèi)形成水柱，則證明裝置的氣密性良好；
（2）①氫氧化鋇的溶解性大于氫氧化鈣，能充分吸收二氧化碳，且碳酸鋇的摩爾質(zhì)量大于碳酸鈣，測(cè)量誤差比碳酸鈣小，所以用氫氧化鋇較好，故答案為：Ba（OH）₂溶解度大于Ca（OH）₂，充分吸收CO₂，BaCO₃的摩爾質(zhì)量大于CaCO₃，測(cè)量誤差��；
②B中吸收的是水，水的物質(zhì)的量=$\frac{2.7g}{18g/mol}$=0.15mol，C中吸收的是二氧化碳生成碳酸鋇白色沉淀，根據(jù)碳原子守恒得二氧化碳的物質(zhì)的量=$\frac{19.7g}{197g/mol}$=0.1mol，氧化銅的物質(zhì)的量=$\frac{27.1g-2.7g-0.1mol×44g/mol}{80g/mol}$=0.25mol，則銅離子、氫氧根離子和碳酸根離子的物質(zhì)的量之比=0.25mol：0.3mol：0.1mol=5：6：2，所以其化學(xué)式為：Cu₅（OH）₆（CO₃）₂，故答案為：Cu₅（OH）₆（CO₃）₂．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了探究物質(zhì)的組成和含量的測(cè)定，明確物質(zhì)的性質(zhì)探究實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)，難點(diǎn)是化學(xué)式的確定，難度中等