题目内容

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:
①Cu(OH)2和CuCO3晶体均不带结晶水;
②Cu(OH)2、CuCO3受热易分解,各生成对应的两种氧化物.
③无水硫酸铜遇水变蓝色.
(三)设计与实验:
Ⅰ.固体的获取:
(1)将反应后的固、液混合物经过滤、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.用下图所示装置,定性探究固体的成分.
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(3)若用装置A、B组合进行实验,B中无现象,则猜想
 
正确;
(4)若用装置A、C组合进行实验,C中无现象,则猜想
 
正确;
(5)小组同学将装置按 A、
 
 
(填“B”、“C”)的顺序组合进行实验,验证出猜想三是正确的.
结论:固体为Cu(OH)2和CuCO3的混合物.
Ⅲ.固体成分定量测定:
已知Cu(OH)2的分解温度为66℃∽68℃,CuCO3的分解温度为200℃∽220℃.设固体的组成为aCu(OH)2?bCuCO3.小组同学用热
分析仪对固体进行热分解,获得相关数据,
精英家教网绘成固体质量变化与分解温度的关系如图,
请根据图示回答下列问题:
(6)写出A B、C D段发生反应的化学方程式:
AB段:
 

CD段:
 

(7)通过计算可得:a:b=
 
分析:(一)猜想与假设:①根据复分解反应的原理进行分析,
②根据碳酸钠在水中水解的产物进行分析.
(三)设计与实验:
(2)根据碳酸钠会与盐酸反应生成二氧化碳进行分析,
(3)根据氢氧化钙会与二氧化碳反应生成碳酸钙沉淀进行分析,
(4)根据无水硫酸铜遇水变蓝进行分析,
(5)根据检验水要放在检验二氧化碳的前面进行分析,
(6)根据氢氧化铜和碳酸铜的分解温度进行分析,
(7)根据氢氧化铜和碳酸铜分解的化学方程式进行分析.
解答:解:(一)猜想与假设:
①碳酸钠和硫酸铜反应生成碳酸铜沉淀和硫酸钠,故答案为:Na2CO3+CuSO4=CuCO3↓+Na2SO4
②碳酸钠是强碱弱酸盐,在水中水解后会生成氢氧根离子,故答案为:碱性
(三)设计与实验:
(2)固体上残留的碳酸钠会与盐酸反应生成二氧化碳气体,故答案为:取最后洗涤液少量,滴加适量的稀盐酸,无气泡产生;
(3)B中无现象,说明没有生成二氧化碳,也就说明固体中没有碳酸铜,故答案为:二
(4)C中没有现象,说明没有水生成,也就说明固体中没有氢氧化铜沉淀,故答案为:一
(5)检验水要放在检验二氧化碳的前面,否则通过石灰水时携带的水蒸气会对检验水产生干扰,故答案为:A、C、B
(6)AB段的温度大于60℃但是没有超过200℃,从图象中看出也不超过100℃,符合氢氧化铁的分解温度,故答案为:Cu(OH)2
  △  
.
 
CuO+H2O;
CD段的温度超过了200℃,符合碳酸铜的分解温度,故答案为:CuCO3
  △  
.
 
CuO+CO2
(7)AB段是氢氧化铜在分解,固体质量减少3.6克,CD段是碳酸铜在分解,固体质量减少4.4克,
    Cu(OH)2
  △  
.
 
CuO+H2O     CuCO3
  △  
.
 
CuO+CO2
从方程式可以看出一个氢氧化铜分解会生成一个水,一个碳酸铜分解会产生一个二氧化碳,而AB段的氢氧化铜减少了3.6克水,减少了0.2个的水,需要0.2个氢氧化铜,CD段的碳酸铜分解减少了4.4克二氧化碳,相当于减少了0.1个二氧化碳,需要0.1个碳酸铜,所以a:b=2:1,故答案为:a:b=2:1
故答案为:(一)①Na2CO3+CuSO4=CuCO3↓+Na2SO4
②:碱性
(三)(2):取最后洗涤液少量,滴加适量的稀盐酸,无气泡产生;
(3):二
(4)一
(5)A、C、B
(6)Cu(OH)2
  △  
.
 
CuO+H2O;
CuCO3
  △  
.
 
CuO+CO2
(7)2:1
点评:在解此类题时,首先要将题中的知识认知透,然后结合学过的知识进行解答,此类题难度较大,要细心进行分析解答.
练习册系列答案
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(2013?玄武区一模)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固体沉淀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:
CuSO4+Na2CO3=CuCO3↓+Na2SO4
CuSO4+Na2CO3=CuCO3↓+Na2SO4
(用化学反应方程式表示).
猜想二:固体为Cu(OH)2,理由:Na2CO3溶液呈碱性.
猜想三:固体为Cu(OH)2和CuCO3的混合物.
(二)资料查阅:
①结晶水合物受热后易失去结晶水,如CuSO4?5H2O
  △  
.
 
CuSO4+5H2O↑;
②Cu(OH)2、CuCO3受热易分解,各生成对应的两种氧化物.
③无水氯化钙可做吸水剂;碱石灰的主要成分为氢氧化钠固体和氧化钙
(三)设计与实验:
Ⅰ.固体的获取:将反应后的固、液混合物经过滤、洗涤、室温晾干得蓝色固体.
Ⅱ.定性探究固体的成分:
用图1所示方案,进行实验,并得到下列现象:
(1)上图中无色气体为
二氧化碳(CO2
二氧化碳(CO2
,所以猜想二不成立.
(2)向蓝色溶液中加入足量的铁屑,实验现象为
铁片表面有气泡生成、铁片表面有红色物质生成
铁片表面有气泡生成、铁片表面有红色物质生成

发生反应的方程式为
Fe+H2SO4=FeSO4+H2
Fe+H2SO4=FeSO4+H2
Fe+CuSO4=FeSO4+Cu
Fe+CuSO4=FeSO4+Cu

Ⅲ.定量测定固体的组成:
设固体为aCu(OH)2?bCuCO3?cH2O,为测定其组成,称取24.0g蓝色固体.继续进行实验:

图2中注射器处为两个单向阀:推注射器时x关闭,y处打开;拉注射器时,x打开进空气,y关闭.
实验步骤:①组装好装置,检查气密性;②反复推拉注射器;③称量B、C、D、E、F的质量;④关闭弹簧夹,加热B处玻璃管直到反应不再进行;⑤打开弹簧夹,再次反复缓缓推拉注射器;⑥再次称量B、C、D、E、F的质量.
问题探究:
(3)进行步骤⑤的操作中,注射器活塞要缓缓推动的主要目的是
防止气流过快,C、D中气体不能被溶液充分吸收.
防止气流过快,C、D中气体不能被溶液充分吸收.

数据处理:
(4)某兴趣小组利用上述方法,测得以下数据:(假定每步反应都完全)
B C D E F
反应前 124.0g 250.0g 300.0g 350.0g 360.0g
反应后 116.0g 253.6g 304.3g 350.1g 360.0g
E装置质量增加的原因是
气流带出D中水蒸气
气流带出D中水蒸气
;求该固体的化学式中 a:b:c=
1:1:1
1:1:1
(2012?滨湖区二模)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:
Na2CO3+CuSO4═CuCO3↓+Na2SO4
Na2CO3+CuSO4═CuCO3↓+Na2SO4
(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
过滤
过滤
、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
取最后洗涤液少量于试管中,滴加适量的稀盐酸(硝酸、硫酸),无气泡产生
取最后洗涤液少量于试管中,滴加适量的稀盐酸(硝酸、硫酸),无气泡产生

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、
C、B
C、B
(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
石灰水变浑浊
石灰水变浑浊
,C中的现象为
白色固体变蓝
白色固体变蓝

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.
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固体沉淀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:
CuSO4+Na2CO3=CuCO3↓+Na2SO4
CuSO4+Na2CO3=CuCO3↓+Na2SO4
(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结晶水合物受热后易失去结晶水,如CuSO4?5H2O
  △  
.
 
CuSO4+5H2O↑;
②Cu(OH)2、CuCO3受热易分解,各生成对应的两种氧化物.
③无水氯化钙可做吸水剂;碱石灰的主要成分为氢氧化钠固体和氧化钙
(三)设计与实验:
Ⅰ.固体的获取:
(1)将反应后的固、液混合物经
过滤
过滤
、洗涤、室温晾干得蓝色固体.
Ⅱ.用下图所示方案,初步定性探究固体的成分.

(2)无色气体为
二氧化碳(CO2
二氧化碳(CO2

(3)加入足量铁屑发生反应的方程式为
Fe+H2SO4═FeSO4+H2
Fe+H2SO4═FeSO4+H2
Fe+CuSO4═FeSO4+Cu
Fe+CuSO4═FeSO4+Cu

结论:猜想
不成立.
Ⅲ.固体组成定量测定:
设固体为aCu(OH)2?bCuCO3?cH2O,为测定其组成,称取24.0g蓝色固体.继续进行实验:
【实验步骤】

图中注射器处为两个单向阀:推注射器时a关闭,b处打开;拉注射器时,a打开进空气,b关闭.
实验步骤 ①组装好装置,检查气密性;②反复推拉注射器;③称量B、C、D、E、F的质量;④关闭弹簧夹,加热B处试管直到反应不再进行;⑤打开弹簧夹,再次反复缓缓推拉注射器;⑥再次称量B、C、D、E、F的质量.
问题探究:
(4)写出Cu(OH)2、CuCO3分解的化学方程式
Cu(OH)2
  △  
.
 
CuO+H2O↑
Cu(OH)2
  △  
.
 
CuO+H2O↑
CuCO3
  △  
.
 
CuO+CO2
CuCO3
  △  
.
 
CuO+CO2

样品分解的总反应方程式
aCu(OH)2?bCuCO3?cH2O
  △  
.
 
(a+b)CuO+(2a+2c)H2O↑+bCO2
aCu(OH)2?bCuCO3?cH2O
  △  
.
 
(a+b)CuO+(2a+2c)H2O↑+bCO2

说明装置B中样品没有完全反应的现象是
B中固体没有完全变黑(或装置C、装置D的质量还在变化)
B中固体没有完全变黑(或装置C、装置D的质量还在变化)

(5)D中的药品为
氢氧化钠溶液(氢氧化钾或氢氧化钡等)
氢氧化钠溶液(氢氧化钾或氢氧化钡等)
,作用是
吸收B中生成的二氧化碳
吸收B中生成的二氧化碳

(6)进行步骤⑤的操作,是为了
将B中生成气体完全排出(使C、D充分吸收)
将B中生成气体完全排出(使C、D充分吸收)
,该操作中推注射器时缓缓的目的是
防止气流过快,C、D不能充分吸收
防止气流过快,C、D不能充分吸收

数据处理:
B C D E F
反应前 124.0g 250.0g 300.0g 350.0g 360.0g
反应后 116.0g 253.6g 304.2g 350.2g 360.0g
(7)据下表数据,E装置质量增加的原因是
气流带出D中水蒸气
气流带出D中水蒸气
;24.0g固体分解出水的质量为
3.6g
3.6g
 g,;
(8)求该固体的化学式中 a:b:c=
1:1:1
1:1:1

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