Question

9．某实验小组用0.50mol•L^-1 NaOH溶液和0.50mol•L^-1硫酸溶液进行中和热的测定．
Ⅰ．配制0.50mol•L^-1 NaOH溶液
（1）若实验中大约要使用245mL NaOH溶液，至少需要称量NaOH固体5.0g．
（2）从下图中选择称量NaOH固体所需要的仪器是（填字母）：a b e．

名称	托盘天平 （带砝码）	小烧杯	坩埚钳	玻璃棒	药匙	量筒
仪器
序号	a	b	c	d	e	f

Ⅱ．某小组同学将一定浓度NaHCO₃溶液加入到CuSO₄溶液中发现生成了沉淀．甲同学认为沉淀是CuCO₃；乙同学认为沉淀是CuCO₃和Cu（OH）₂的混合物，他们设计实验测定沉淀中CuCO₃的质量分数．
（1）按照甲同学的观点，发生反应的离子方程式为Cu²⁺+2HCO₃=CuCO₃↓+CO₂↑+H₂O．
（2）两同学利用如图所示装置进行测定：

①在研究沉淀物组成前，须将沉淀从溶液中分离并净化．具体操作依次为过滤、洗涤、干燥．
②装置E中碱石灰的作用是防止空气中CO₂和水蒸气进入装置D．
③实验过程中有以下操作步骤：
a．关闭K₁、K₃，打开K₂、K₄，充分反应
b．打开K₁、K₄，关闭K₂、K₃，通入过量空气
c．打开K₁、K₃，关闭K₂、K₄，通入过量空气
正确的顺序是cab（填选项序号，下同）．若未进行步骤b，将使测量结果偏低．
④若沉淀样品质量为m g，装置D质量增加了n g，则沉淀中CuCO₃的质量分数为$\frac{31n}{11m}$．
（3）丙同学认为还可以通过测量CO₂的体积或测量样品质量和样品充分灼烧后的质量来测定沉淀中CuCO₃的质量分数．

Answer 1

分析 Ⅰ．（1）根据公式m=nM=cVM来计算氢氧化钠的质量，但是没有245mL的容量瓶；
（2）氢氧化钠要在称量瓶中称量，根据称量固体氢氧化钠所用的仪器来回答；
Ⅱ．（1）NaHCO₃溶液与CuSO₄溶液生成CuCO₃，同时生成二氧化碳、硫酸钠和水；
（2）②为准确测定生成CO₂的质量，应防止空气中CO₂和水蒸气进入装置；
③为减小实验误差，应先通入过量经NaOH处理的空气，排除装置内的二氧化碳气体，一段时间之后，再进行实验，最后还要通入过量经NaOH处理的空气，使生成的二氧化碳全部被吸收；
④装置D的质量增加的ng为反应生成的二氧化碳的质量，计算二氧化碳的物质的量，根据碳元素守恒可知n（CuCO₃）=n（CO₂），进而计算沉淀中CuCO₃的质量分数．
（3）除题中实验方案外，还可以通过测量CO₂的体积或测量样品质量和样品充分灼烧后的质量等方法来测定沉淀中CuCO₃的质量分数．

解答 解：Ⅰ．（1）没有245mL的容量瓶，所以用250mL的容量瓶，需要称量NaOH固体m=nM=cVM=0.5mol/L×0.25L×40g/mol=5.0g；
故答案为：5.0；
（2）氢氧化钠要在称量瓶或者小烧杯中称量，称量固体氢氧化钠所用的仪器有天平、烧杯和药匙；
故答案为：a b e；
Ⅱ．（1）NaHCO₃溶液与CuSO₄溶液生成CuCO₃，同时生成二氧化碳、硫酸钠和水，则反应的离子方程式为：Cu²⁺+2HCO₃=CuCO₃↓+CO₂↑+H₂O；
故答案为：Cu²⁺+2HCO₃=CuCO₃↓+CO₂↑+H₂O；
（2）②为准确测定生成CO₂的质量，应防止空气中CO₂和水蒸气进入装置；
故答案为：防止空气中CO₂和水蒸气进入装置D；
③为减小实验误差，应先通入过量经NaOH处理的空气，排除装置内的二氧化碳气体，即打开K₁、K₃，关闭K₂、K₄，通入过量空气，一段时间之后，再关闭K₁、K₃，打开K₂、K₄，充分反应，最后还要通入过量经NaOH处理的空气，使生成的二氧化碳全部被吸收，即打开K₁、K₄，关闭K₂、K₃，通入过量空气，如若未进行步骤b，将使测量结果偏低；
故答案为：cab；b；
④装置D的质量增加了ng，应为CO₂的质量，则m（CuCO₃）=$\frac{ng}{44g/mol}$，则沉淀中CuCO₃的质量分数为$\frac{\frac{ng}{44g/mol}×124g/mol}{mg}$×100%=$\frac{31n}{11m}$；
故答案为：$\frac{31n}{11m}$；
（3）除题中实验方案外，还可以通过测量CO₂的体积或测量样品质量和样品充分灼烧后的质量等方法来测定沉淀中CuCO₃的质量分数，
故答案为：样品质量和样品充分灼烧后的质量．

点评 本题主要考查学生对溶液的配制，实验原理与装置的理解评价、物质含量的测定、化学计算等知识，题目难度中等，是对所学知识的综合运用，需要学生具备扎实的基础知识与分析问题、解决问题能力．