Question

将过量的Na₂CO₃溶液滴入到一定量CuSO₄溶液中得到蓝色固体．某研究性学习小组对蓝色固体的成分进行了如下探究．请完成下列各题：
（一）猜想与假设：
猜想一：固体为CuCO₃，理由：    （用化学反应方程式表示）．
猜想二：固体为Cu（OH）₂，理由：Na₂CO₃溶液呈    （填“酸”或“碱”）性．
猜想三：固体为Cu（OH）₂和CuCO₃的混合物．
（二）资料查阅：
（1）Cu（OH）₂和CuCO₃晶体均不带结晶水；
（2）Cu（OH）₂、CuCO₃受热易分解，各生成对应的两种氧化物．
（3）无水硫酸铜为白色，吸水后会变成蓝色．
（三）设计与实验：
Ⅰ．固体的获取：
（1）将反应后的固、液混合物经    、洗涤、低温烘干得蓝色固体．
（2）判断固体已洗净的方法及现象    ．
Ⅱ．用如图所示装置，定性探究固体的成分．

（3）若用装置A、B组合进行实验，B中无现象，则猜想二正确；
（4）若用装置A、C组合进行实验，C中无现象，则猜想一正确；
（5）小组同学将装置按 A、    （填“B、C”或“C、B”）的顺序组合进行实验，验证出猜想三是正确的，实验中：B中的现象为    ，C中的现象为    ．
结论：固体为Cu（OH）₂和CuCO₃的混合物．
Ⅲ．固体成分定量测定：
（6）小组同学称取该固体样品20 g，逐滴加入稀盐酸至无气泡冒出为止，共用去稀盐酸100克，所得溶液质量为115.6克，请计算该固体样品中CuCO₃的质量分数．

Answer 1

【答案】分析：【猜想与假设】猜想一：根据碳酸钠和硫酸铜反应生成蓝色沉淀进行分析；
猜想二：根据氢氧根离子会与铜离子生成氢氧化铜沉淀进行分析；
【设计与实验】（1）根据将固体和液体进行分离的方法进行分析；
（2）根据澄清石灰水会与二氧化碳反应检验二氧化碳的存在进行分析；
（5）要分析检验水和二氧化碳的顺序；
（6）根据质量减少为二氧化碳的质量求出碳酸铜的质量进而求出CuCO₃的质量分数进行解答．
解答：解：【猜想与假设】猜想一：碳酸钠和硫酸铜反应生成碳酸铜沉淀和硫酸钠，化学反应方程式为：Na₂CO₃+CuSO₄=CuCO₃↓+Na₂SO₄；
猜想二：碳酸钠是强碱弱酸盐，在水中会进行水解生成氢氧根离子，显碱性；
【设计与实验】（1）过滤是将不溶性物质从溶液中分离的一种操作，该题需要将固、液分离，操作为：过滤；
（2）固体上残留的碳酸钠会与盐酸反应生成二氧化碳气体，判断固体已洗净的方法及现象为：取最后洗涤液少量，滴加适量的稀盐酸，无气泡产生；
（3）B中无明显现象，说明了没有二氧化碳生成，固体中也就没有碳酸铜，故答案为：二；
（4）C中无明显现象，说明没有水生成，固体中也就没有氢氧化铜，故答案为：一；
（5 ）要证明生成物中有水和二氧化碳，应先证明水再证明二氧化碳，将装置按 A、C、B的顺序安装；实验中：B中的现象为石灰水变浑浊；C中的现象为白色固体变蓝，说明固体为Cu（OH）₂和CuCO₃的混合物；
（6）设碳酸铜的质量为x．
二氧化碳的质量为20g+100g-115.6g=4.4g
 CuCO₃+2HCl=CuCl₂+H₂O+CO₂↑
  124                 44
   x                  4.4g

x=12.4g
该固体样品中CuCO₃的质量分数==62%
答：该固体样品中CuCO₃的质量分数62%．
故答案为：猜想一：Na₂CO₃+CuSO₄═CuCO₃↓+Na₂SO₄；
猜想二：碱；
（三）设计与实验：
（1）过滤；
（2）取最后洗涤液少量于试管中，滴加适量的稀盐酸，无气泡产生；
（5）C、B；石灰水变浑浊；白色固体变蓝；
（6）62%．
点评：通过该题，需要掌握检验混合物中的水蒸汽和二氧化碳时，应先检验水蒸汽，再检验二氧化碳，因为若先检验二氧化碳的话，即使原混合物中没有水蒸汽也会从石灰水中带出水蒸汽．除去混合物中的水蒸汽和二氧李碳时，应先除二氧化碳，再除水蒸汽，因为若先除水蒸汽的话，通过石灰水或氢氧化钠溶液除二氧化碳时又会让气体中混入水蒸汽．