题目内容
【题目】碱式碳酸铜[xCuCO3·yCu(OH)2],呈孔雀绿颜色.又称为孔雀石,是一种名贵的矿物宝石。它与铜与空气中的氧气、二氧化碳和水蒸气等物质反应产生的物质。CuSO4溶液与Na2CO3溶液反应可以得到碱式碳酸铜,我们将对其组成进行相关探究。
[沉淀制备]称取12. 5 g胆矾(CuSO4 5H2O)溶于87. 5mL蒸馏水中,滴加少量稀硫酸(体积可以忽略不计),充分搅拌后得到CuSO4溶液。向其中加入Na2CO3溶液,将所得蓝绿色悬浊液过滤,并用蒸馏水洗涤,再用无水乙醇洗涤,最后低温烘干备用。
[实验探究]我们设计了如下装置,用制得的蓝绿色固体进行实验。
根据以上实验回答下列问题
(1)配制硫酸铜溶液的过程中滴加稀硫酸的作用是_______________________________,
所得硫酸铜溶液的溶质质量分数为_____________________。
(2)实验室通常使用加热亚硝酸钠和氯化铵混合溶液的方法制取N2,该反应的化学方程为:__________________________________________________。
(3)D装置加热前,需要首先打开活塞K,通入适量N2,然后关闭K,再点燃D处酒精灯。
C中盛装的试剂应是___________。加热D后观察到的现象是_______________________。
(4)经查阅文献知:Ksp[CaCO3]=2.8×10-9,Ksp[BaCO3]=5.1×10-9,经讨论认为需要用Ba(OH)2溶液代替澄清石灰水来定量测定蓝绿色固体的化学式,其原因是(____)
a.Ba(OH)2的碱性比Ca(OH)2强
b.Ba(OH)2溶解度大于Ca(OH)2,能充分吸收CO2
c.相同条件下,CaCO3的溶解度明显大于BaCO3
d.吸收等量CO2生成的BaCO3的质量大于CaCO3,测量误差小
(5)待D中反应完全后,打开活塞K,再次滴加NaNO2溶液产生N2,其目的是_____________。若装置F中使用Ba(OH)2溶液,实验结束后经称量,装置E的质量增加0.27g,F中产生沉淀1.97g。则该蓝绿色固体的化学式为_____________。[写成xCuCO3·yCu(OH)2的形式]
【答案】 抑制Cu2+水解,防止溶液变浑浊 8.0% NaNO2+NH4ClNaCl+N2↑+2H2O 浓硫酸 硬质玻璃管中蓝绿色固体变黑色,E中白色固体变蓝,F中溶液变浑浊 bd 让停留在装置中的气体被充分吸收,减小实验误差 2CuCO3·3Cu(OH)2
【解析】A装置制备氮气排除装置中的空气,B作安全瓶,C干燥生成的氮气,装置D分解碱式碳酸铜[xCuCO3yCu(OH)2],盛放无水硫酸铜的E装置吸收分解生成的水分,F吸收分解生成的二氧化碳,用G装置吸收空气中水蒸气和二氧化碳,防止干扰实验。
(1)铜离子水解,加酸抑制其水解;12.5g胆矾中含有硫酸铜的质量为12.5g×=8g,87.5mL蒸馏水的质量为87.5g,则溶液的质量为12.5g+87.5g=100g,所得硫酸铜溶液的溶质质量分数为
×100%=8%;故答案为:抑制Cu2+水解,防止溶液变浑浊;8.0%;
(2)加热亚硝酸钠和氯化铵混合溶液生成N2和氯化钠,化学方程式为:NaNO2+NH4ClNaCl+N2↑+2H2O;故答案为:NaNO2+NH4Cl
NaCl+N2↑+2H2O;
(3)通入N2的目的是排除装置中的空气,B装置中当装置内压力过大时,B瓶中间的安全管中液面上升,使压力稳定,作安全瓶;C瓶装浓硫酸干燥氮气;加热D后生成黑色的氧化铜,水分使无水硫酸铜显蓝色,二氧化碳使澄清石灰石变浑浊,现象为:硬质玻璃管中蓝绿色固体变黑色,E中白色固体变蓝,F中溶液变浑浊;故答案为:浓硫酸;硬质玻璃管中蓝绿色固体变黑色,E中白色固体变蓝,F中溶液变浑浊;
(4)Ba(OH)2溶解度大于Ca(OH)2,充分吸收CO2,BaCO3的摩尔质量大于CaCO3,测量误差小;氢氧化钙为强碱,CaCO3的溶解度和BaCO3溶解度相差不大;故答案为:bd;
(5)待D中反应完全后,打开活塞K,再次滴加NaNO2溶液产生N2,其目的是让停留在装置中的气体被充分吸收,减小实验误差;E中吸收的是水,水的物质的量为=0.015mol,F中吸收的是二氧化碳生成碳酸钡白色沉淀,根据碳原子守恒得二氧化碳的物质的量为
=0.01mol,氧化铜的物质的量=(2.71g-0.27g-0.01mol×44g/mol)÷80g/mol ═0.025mol,则铜离子、氢氧根离子和碳酸根离子的物质的量之比=0.025mol:0.03mol:0.01mol=5:6:2,所以其化学式为Cu5(OH)6(CO3)2,写成xCuCO3·yCu(OH)2的形式为:2CuCO33Cu(OH)2;故答案为:让停留在装置中的气体被充分吸收,减小实验误差;2CuCO33Cu(OH)2。
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【题目】硫代硫酸钠溶液与稀硫酸反应的化学方程式为:Na2S2O3+H2SO4═Na2SO4+SO2↑+S↓+H2O,可以通过出现浑浊的快慢来判断反应的快慢程度,下列各组实验中最先出现浑浊的是( )
实验 | 反应温度/℃ | Na2S2O3溶液 | 稀H2SO4 | ||
V/mL | c/(molL﹣1) | V/mL | c/(molL﹣1) | ||
A | 25 | 5 | 0.1 | 20 | 0.1 |
B | 25 | 5 | 0.2 | 10 | 0.2 |
C | 35 | 5 | 0.1 | 20 | 0.1 |
D | 35 | 5 | 0.2 | 10 | 0.2 |
A.A
B.B
C.C
D.D