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【题目】某同学将一定浓度的Na2CO3溶液加入CuSO4溶液中,发现生成了沉淀,其对沉淀的成分进行如下探究:

[提出假设]

假设1:沉淀是CuCO3;

假设2:(1)________________________________________;

假设3沉淀是CuCO3和Cu(OH)2的混合物。

[验证假设]

(2)如果假设1成立,则反应的离子方程式为_______________________________

(3)用离子方程式表示假设3中有Cu(OH)2生成的理论依据:_________________________

(4)为证明以上哪种假设成立,该同学用如图装置测定沉淀样品中CuCO3的质量分数:

①实验时的步骤依次为a.打开K1、K3,关闭K2、K4,通入过量空气;b.关闭K1、K3,打开K2、K4,充分反应;c.打开K1、K4,关闭K2、K3,通入过量空气,若未进行步骤a,将使测定结果________(填“偏低”“偏高”或“无影响”)。实验结束时通入过量空气的目的是_________________。

②若沉淀样品的质量为10.0 g,装置D的质量增加了2.2 g,则沉淀中CuCO3的质量分数为__________。

③由以上实验可知,假设____________成立。

【答案】 沉淀是Cu(OH)2 Cu2++CO32=CuCO3↓ CO32+H2OHCO3+OH- ,2OH-+Cu2+=Cu(OH)2↓ 偏高 将装置中滞留的CO2排至装置D中,使其被碱石灰吸收 62% 3

【解析】(1)依据假设可知沉淀可能是碳酸铜或氢氧化铜或二者混合物,因此假设2沉淀全部为Cu(OH)2;(2)若假设1正确,生成碳酸铜说明是铜离子结合碳酸根离子,反应的离子方程式为Cu2++CO32=CuCO3↓;(3)碳酸根水解,溶液显碱性,因此会产生氢氧化铜,有关方程式为,CO32+H2OHCO3+OH-,2OH-+Cu2+=Cu(OH)2↓;(4)①由实验目的及装置可知,开始装置内含有二氧化碳,应向装置内通入除去二氧化碳的空气,排尽装置内的二氧化碳,故应打开K1、K3,关闭K2、K4;然后从分液漏斗中加入硫酸,充分反应;故应关闭K1、K3,打开K2、K4;反应完毕,容器内残留部分二氧化碳,应向装置内通入除去二氧化碳的空气,排出装置内的二氧化碳使反应生成的二氧化碳被装置D完全吸收;若未进行步骤a,装置中的二氧化碳也被吸收,将使测定结果偏高;反应完毕,容器内残留部分二氧化碳,应向装置内通入除去二氧化碳的空气,排出装置内的二氧化碳使反应生成的二氧化碳被装置D完全吸收,否则会导致二氧化碳测定的质量偏低,测定碳酸铜的质量分数偏低;②装置D的质量增加的2.2g为反应生成的二氧化碳的质量,二氧化碳的物质的量为=2.2g÷44g/mol=0.05mol,根据碳元素守恒可知n(CuCO3)=n(CO2)=0.05mol,故碳酸铜的质量为0.05mol×124g/mol=6.2g,故沉淀中CuCO3的质量分数为6.2g/10g×100%=62%;③根据碳酸铜的沉淀质量分数可知含有氢氧化铜沉淀,所以假设3正确。

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