题目内容

某研究性学习小组将一定浓度的Na2CO3溶液滴入CuSO4。溶液中得到蓝色沉淀。关于沉淀的成分,有以下几种假设:
假设1:沉淀是CuCO3
假设2:沉淀是Cu(OH)2
假设3:沉淀是_____________________________________。
(1)若假设1成立,则发生反应的离子方程式为_______________________________。
(2)若假设2成立,原因是__________________________________________________。
(3)该研究性学习小组拟用以下装置测定沉淀成分,请完成下表。已知:①CuCO3和Cu(OH)2均不带结晶水;②装置气密性良好;③原装置中的空气对实验结果的影响可忽略。

实验步骤
预期现象
结论
①称量B、D的质量分别为ml、m2,将装置按  f→a→b→___→___→___→___→j→i顺序连接。 
 
 
②称取一定质量的沉淀______________________,然后___________________,冷却后再称量B、D的质量分别为m3、 m4
(1)若m1 = m3,m2 < m4
(2)若m1___m3,m2___m4
(3)若ml___m3,m2___m4
(1)假设1成立
(2)假设2成立
(3)假设3成立
 
(4)若沉淀样品的质量为w克,装置B质量增加了x克,则沉淀中Cu(OH)2的质量分数为__________________________。[已知Cu(OH)2的式量为98]

(16分)
假设3:CuCO3和Cu(OH)2的混合物(2分)
(1)Cu2+ + CO32=CuCO3↓ (2分)
(2)发生水解反应(1分),且Cu(OH)2比CuCO3更难溶(1分)
(3)

实验步骤
预期现象
结论
①称量B、D的质量分别为ml、m2,将装置按  f→a→b→dcghdchg(2分)→j→i顺序连接。 
 
 
②称取一定质量的沉淀于A中充分加热,然后从e口通入足量空气(2分),冷却后再称量B、D的质量分别为m3、m4
(1)若m1 = m3,m2 < m4
(2)若m1_<__m3,m2_=__m4
(3)若ml_<__m3,m2_<__m4(4分)
(1)假设1成立
(2)假设2成立
(3)假设3成立
 
(4)×100%(或×100%、49x/9w、4900x/9w%)(2分)

解析试题分析:假设1说明碳酸铜是蓝色沉淀,假设2说明氢氧化铜是蓝色沉淀,则蓝色沉淀也可能是碳酸铜和氢氧化铜的混合物,由此确定假设3的内容;(1)若假设1成立,说明碳酸钠与硫酸铜直接发生复分解反应,生成碳酸铜沉淀和硫酸钠,即该反应实质为Cu2++CO32=CuCO3↓;(2)若假设2成立,可能的原因是铜离子发生水解反应,且氢氧化铜比碳酸铜更难溶;(3)①读图,装置C的作用除去空气中的二氧化碳和水蒸气,防止干扰,所以该装置应放在最左边;A的作用是使蓝色固体受热分解,通过检验其分解产物是否有水蒸气、二氧化碳判断蓝色沉淀的组成;由于碱石灰既能吸收水又能吸收二氧化碳,浓硫酸只能吸收水,因此必须先通过盛有浓硫酸的洗气瓶,后通过盛有碱石灰的干燥器或U形管;为了防止右边装置外空气中的水蒸气和二氧化碳对实验造成干扰,还需要一个盛有碱石灰的U形管或干燥管;由于洗气时气体必须长进短出,U形管左进右出或右进左出都可以,则称量B、D的质量分别为m1、m2,将装置按f→a→b→d→c→g→h→j→i或f→a→b→d→c→h→g→j→i;称取一定质量的沉淀于A中充分加热,然后从e口通入足量空气,冷却后再称量B、D的质量分别为m3、m4,若m1= m3,m2< m4,说明沉淀分解产物没有水蒸气、只有二氧化碳,则假设1成立;若m1< m3,m2= m4,说明沉淀分解产物只有水蒸气、没有二氧化碳,则假设2成立;若m1<m3,m2< m4,说明沉淀分解产物既有水蒸气、又有二氧化碳,则假设3成立;(4)装置B增加的质量就是分解产物水的质量,由于n=m/M,则水的物质的量为x/18mol;由于Cu(OH)2CuO+H2O↑中各物质的系数之比等于物质的量之比,则参加反应的氢氧化铜的物质的量为x/18mol;由于Cu(OH)2的式量为98,m=n?M,则参加反应的氢氧化铜的质量为98x/18g;由于沉淀样品质量为wg,则沉淀中氢氧化铜的质量分数为×100%=×100%。
考点:考查探究实验和化学计算,涉及提出假设、离子方程式、解释原因、整套装置连接顺序、设计实验方案、物质的量在化学方程式中的应用等。

练习册系列答案
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(15分)浙江省“五水共治”是水质治理的重要举措,其中化学需氧量(COD)是水质测定中的重要指标,可以反映水中有机物等还原剂的污染程度。COD是指在一定条件下,用强氧化剂氧化水样中的还原剂及有机物时所消耗氧化剂的量,然后折算成氧化水样中的这些还原剂及有机物时需要氧气的量。某学习小组用重铬酸钾法测定某水样中的COD。主要的实验装置、仪器及具体操作步骤如下:
实验装置及仪器:

操作步骤:
①用仪器c将20.00mL水样置于250mL锥形瓶中,加入数粒碎瓷片。
②在水样中加入重铬酸钾标准溶液10.00mL,安装回流装置(如上图所示),从冷凝管上口加入30.00mL的H2SO4—Ag2SO4溶液,混匀后加热回流2h,充分反应。
③冷却后加指示剂2d,用硫酸亚铁铵溶液滴定多余重铬酸钾,至溶液由绿色变成红褐色。
已知:Cr2O72—+14H++6Fe2+=6Fe3++2Cr3++7H2O
请你回答下列问题:
(1)仪器c的名称:          ;用仪器c吸取液体时,左手拿洗耳球,右手将仪器c插入溶液中吸取,当           时,立即用食指将管口堵住,将管尖离开液面,稍松食指使液面平稳下降,至凹液面最低处与标线相切,立即按紧管口。
(2)下列有关操作不正确的是           (用相应编号填写)
A.用硫酸亚铁铵溶液滴定时需上述仪器中的仪器b
B. 仪器c在使用时需要先用待取液进行润洗,管尖残留的液体一般不要吹出
C.加入数粒碎瓷片的作用是可以防止液体暴沸
D.上述操作步骤③中在滴定时判断滴定终点的指示剂可以是甲基橙
E.加热回流结束后,要用蒸馏水对冷凝管管壁进行冲洗
(3)在加热回流过程中,可以用水浴作为恒温加热源吗?同时请说明理由。       
(4)下列因素对测定水样中的COD能产生影响的有      (用相应编号填写)
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③重铬酸钾的用量     ④回流时间的长短
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(1)若假设1成立,则实验现象是__            。
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(5)实验小组欲利用该红色粉末制取较纯净的胆矾(CuSO4·5H2O)。经查阅资料得知在溶液中通过调节溶液的酸碱性而使Cu2+、Fe3+、Fe2+分别生成沉淀的pH如下:

物 质
Cu(OH)2
Fe(OH)2
Fe(OH)3
开始沉淀pH
6.0
7.5
1.4
沉淀完全pH
13
14
3.7
 
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试回答:①试剂1为___        _,试剂2为           (填字母)。
②固体X的化学式为____,③操作I为_          

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