Question

【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”)。②实验结束时通入过量空气的目的是_____________。③装置E的作用是_____________，④若打开K2时发现稀硫酸不能滴下，接下来应进行的操作是______________。

（5）若沉淀样品的质量为10.0 g，装置D的质量增加了2.2 g，则假设_______________成立。

Answer 1

【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 吸收空气中的二氧化碳和水蒸气，防止被D中碱石灰吸收 打开分液漏斗上口的塞子（或将分液漏斗上口的小孔与塞子的凹槽对准） 3

【解析】一定浓度的Na2CO3溶液加入CuSO4溶液中，发现生成了沉淀，可能是反应生成的碳酸铜沉淀，也可能是双水解生成的氢氧化铜沉淀，也可能是二者共存的沉淀分析判断，依据假设推断可知，假设2：沉淀是Cu(OH)2；
(1)如果假设1成立，则反应的离子反应为碳酸根离子和铜离子结合生成碳酸铜沉淀，离子方程式为Cu2++CO32-═CuCO3↓；
(2)沉淀是CuCO3和Cu(OH)2的混合物，可能是碳酸根离子水解显碱性和铜离子水解显酸性相互促进反应生成氢氧化铜沉淀，碳酸根离子结合铜离子生成碳酸铜沉淀，其中有Cu(OH)2生成的理论依据是CO32＋H2OHCO3＋OH－，2OH－＋Cu2＋=Cu(OH)2↓ ；
(3)①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a，打开K1、K3，关闭K2、K4，通入过量空气，装置中的二氧化碳不能被赶出，将使测量结果偏高；

②实验结束时通入过量空气的目的是将装置中的二氧化碳全部赶出到碱石灰吸收，减少误差；

③利用装置E中碱石灰可吸收空气中的二氧化碳和水蒸气，防止被D中碱石灰吸收；

④若打开K2时发现稀硫酸不能滴下，说明分液漏斗上方没有外界空气想通，则接下来应进行的操作是打开分液漏斗上口的塞子(或将分液漏斗上口的小孔与塞子的凹槽对准)即可；

(5)装置D的质量增加了2.2g，应为CO2的质量，则m(CuCO3)==0.05mol，
则沉淀中CuCO3的质量分数为×100%=62%，说明沉淀含有氢氧化铜沉淀，说明假设3正确。