Question

【题目】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，通过查阅资料得知CuCO3在水溶液中不能单独存在，请完成下列各题：

（一）猜想与假设：

猜想一：固体不可能为CuCO3。

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，无水CuSO4为白色固体，易吸水变蓝；

②Cu(OH)2CuO+H2O；CuCO3与CaCO3类似，受热易分解

③铜元素在化合物中的主要价态有+1、+2

（三）设计与实验：

Ⅰ．用下图所示装置，定性探究蓝色固体的成分。

该小组同学将装置按_____（填字母）的顺序组合进行实验，B中的现象为_____，C中的现象为_____。从而验证出猜想三是正确的。

Ⅱ．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)2bCuCO3。小组同学用热分析仪对固体进行热分解，获得相关数据，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：

（1）通过计算可得：a:b＝_____。

（2）若将12.0g剩余固体继续加热到更高的温度，发现固体质量减少了1.2g后质量不再改变，写出此过程中可能发生反应的化学方程式：_____。

Answer 1

【答案】碱 ACB 清石灰水变浑浊 无水硫酸铜变蓝 49:31 4CuO 2Cu2O+O2↑

【解析】

（一）猜想与假设：

猜想二：固体为Cu(OH)2，理由：Na2CO3溶液呈碱性。

故填：碱；

（三）设计与实验：

Ⅰ．Cu(OH)2CuO+H2O；CuCO3加热分解产生氧化铜和二氧化碳，与该小组同学将装置按ACB的顺序组合进行实验，B中的现象为澄清石灰水变浑浊，C中的现象为无水硫酸铜变蓝。从而验证出猜想三是正确的。故填：ACB；清石灰水变浑浊；无水硫酸铜变蓝。

Ⅱ．固体成分定量测定：

（1）由图可知Cu(OH)2CuO+H2O生产水的质量为16g-14.2g=1.8g，CuCO3加热分解产生二氧化碳的质量为14.2g-12g=2.2g。

设氢氧化铜的质量为a，碳酸铜的质量为b，

故a：b=9.8：6.2=49:31.

（2）若将12.0g剩余固体继续加热到更高的温度，发现固体质量减少了1.2g后质量不再改变，说明反应过程中氧化铜中的氧元素一部分转化成氧气，剩余固体中铜元素质量为：12.0g××100%=9.6g，
剩余固体中氧元素质量为：12.0g-9.6g-1.2g=1.2g，
设固体的化学式为CumOn，
根据题意有：64m：16n=9.6g：1.2g，
m：n=2：1，
因此剩余固体的化学式是Cu2O，
此过程中可能发生反应的化学方程式为：4CuO 2Cu2O+O2↑．