Question

某研究性學(xué)習(xí)小組將一定濃度Na₂CO₃溶液滴入CuSO₄溶液中得到藍(lán)色沉淀．
甲同學(xué)認(rèn)為兩者反應(yīng)只生成CuCO₃一種沉淀； 
乙同學(xué)認(rèn)為這兩者相互促進(jìn)水解反應(yīng)，生成Cu（OH）₂一種沉淀； 丙同學(xué)認(rèn)為生成CuCO₃和Cu（OH）₂兩種沉淀（查閱資料知：CuCO₃和Cu（OH）₂均不帶結(jié)晶水）
Ⅰ．按照乙同學(xué)的理解Na₂CO₃溶液和CuSO₄溶液反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)方程式為

 

；
 在探究沉淀物成分前，須將沉淀從溶液中分離并凈化．具體操作為過濾、洗滌、低溫烘干．
Ⅱ．若CuCO₃和Cu（OH）₂兩者都有，可通過下列所示裝置進(jìn)行定量分析來測(cè)定其組成．

（1）裝置E中堿石灰的作用是

 

，實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)要通入過量的空氣，其作用是

 

．
（2）若沉淀樣品的質(zhì)量為m克，裝置B質(zhì)量增加了n克，則沉淀中CuCO₃的質(zhì)量分?jǐn)?shù)

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：探究物質(zhì)的組成或測(cè)量物質(zhì)的含量

專題：

分析：Ⅰ、Na₂CO₃溶液和CuSO₄溶液反應(yīng)，兩者相互促進(jìn)水解反應(yīng)，生成Cu（OH）₂一種沉淀，同時(shí)生成硫酸鈉和水；
Ⅱ、（1）實(shí)驗(yàn)開始時(shí)裝置的空氣中會(huì)有水蒸氣和二氧化碳，若不排除被吸收裝置吸收會(huì)對(duì)計(jì)算結(jié)果產(chǎn)生較大的誤差，故開始時(shí)先用除去水和二氧化碳的空氣將裝置中的水蒸氣和二氧化碳排除；實(shí)驗(yàn)結(jié)束氫氧化銅和碳酸銅加熱分解后會(huì)在反應(yīng)裝置中殘留二氧化碳和水蒸氣，通過用除去水和二氧化碳的空氣將裝置中的水蒸氣和二氧化碳趕出被吸收裝置完全吸收，最后裝置E是防止空氣中水蒸氣和二氧化碳進(jìn)入D裝置產(chǎn)生測(cè)定誤差；
（2）裝置B質(zhì)量增加了n克，說明分解生成ng水，根據(jù)水的質(zhì)量計(jì)算沉淀中氫氧化銅的質(zhì)量，沉淀質(zhì)量減去氫氧化銅的質(zhì)量等于碳酸銅的質(zhì)量，再利用質(zhì)量分?jǐn)?shù)的定義計(jì)算．

解答： 解：Ⅰ、Na₂CO₃溶液和CuSO₄溶液反應(yīng)，兩者相互促進(jìn)水解反應(yīng)，生成Cu（OH）₂一種沉淀，同時(shí)生成硫酸鈉和水，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：Na₂CO₃+CuSO₄+H₂O═Cu（OH）₂↓+Na₂SO₄+CO₂↑；
故答案為：Na₂CO₃+CuSO₄+H₂O═Cu（OH）₂↓+Na₂SO₄+CO₂↑；
Ⅱ、（1）實(shí)驗(yàn)開始時(shí)裝置的空氣中會(huì)有水蒸氣和二氧化碳，若不排除被吸收裝置吸收會(huì)對(duì)計(jì)算結(jié)果產(chǎn)生較大的誤差，故開始時(shí)先用除去水和二氧化碳的空氣將裝置中的水蒸氣和二氧化碳排除，故裝置C中堿石灰的作用是吸收空氣中的H₂O 蒸汽和CO₂；氫氧化銅和碳酸銅加熱分解后會(huì)在反應(yīng)裝置中殘留二氧化碳和水蒸氣，通過用除去水和二氧化碳的空氣將裝置中的水蒸氣和二氧化碳趕出被吸收裝置完全吸收，防止影響測(cè)定結(jié)果．裝置E是防止空氣中水蒸氣和二氧化碳進(jìn)入D裝置產(chǎn)生測(cè)定誤差；
故答案為：防止D裝置吸收空氣中的水蒸氣和二氧化碳；結(jié)束時(shí)通入處理過的空氣可以將裝置中滯留的水蒸氣和二氧化碳排出；
（2）裝置B質(zhì)量增加了n克，說明分解生成ng水，水的物質(zhì)的量為

n

18

mol，根據(jù)氫元素守恒可知?dú)溲趸�銅的物質(zhì)的量為

n

18

mol，故氫氧化銅的質(zhì)量為

n

18

mol×98g/mol=

49n

9

g，沉淀中CuCO₃的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為

mg- 49n 9 g

mg

×100%=（1-

49n

9m

）×100%．
故答案為：（1-

49n

9m

）×100%．

點(diǎn)評(píng)：本題考查對(duì)實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)與裝置的理解、實(shí)驗(yàn)基本操作、化學(xué)計(jì)算等，難度中等，理解實(shí)驗(yàn)原理是 解題的關(guān)鍵，是對(duì)知識(shí)的綜合運(yùn)用，需要學(xué)生具備扎實(shí)的基礎(chǔ)知識(shí)與運(yùn)用知識(shí)分析問題、解決問題的能力．