Question

【题目】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_____________________。

(2)两同学利用下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__________________。

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____(填选项序号,下同)。若未进行步骤____,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____。

(3)丙同学认为还可以通过测量CO2的体积并测量____来测定沉淀中CuCO3的质量分数。

Answer 1

【答案】Cu2++ 2HCO3-＝CuCO3↓+ CO2↑+ H2O防止空气中CO2和水蒸气进入装置Dcabb×100%样品质量(或样品充分灼烧后的质量)(其他合理答案也可

【解析】

(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 ；综上所述，本题答案是：Cu2++ 2HCO3-＝CuCO3↓+ CO2↑+ H2O。

(2)②实验通过测定D装置质量装置确定二氧化碳的质量，进而确定沉淀中碳酸铜的质量，计算碳酸铜的质量分数；装置E中碱石灰的作用是吸收空气中的CO2和水蒸气,防止空气中CO2和水蒸气进入装置D影响二氧化碳的质量测定；综上所述，本题答案是：防止空气中CO2和水蒸气进入装置D。

(3)实验通过测定D装置质量装置确定二氧化碳的质量,进而确定沉淀中碳酸铜的质量,计算碳酸铜的质量分数；开始装置内含有二氧化碳,应向装置内通入除去二氧化碳的空气,排尽装置内的二氧化碳，故应打开K1、K3,关闭K2、K4，然后从分液漏斗中加入硫酸，充分反应；故应关闭K1、K3,打开K2、K4；反应完毕，容器内残留部分二氧化碳，应向装置内通入除去二氧化碳的空气，排出装置内的二氧化碳使反应生成的二氧化碳被装置D完全吸收，故正确的顺序是cab；若未打开K1、K4,关闭K2、K3，通入过量空气（即操作步骤b），把反应产生的二氧化碳气体全部赶到装置D中，被完全吸收，造成二氧化碳的量偏小，沉淀中CuCO3的质量分数偏低；因此，本题正确答案是: cab，b。

④装置D的质量增加的ng为反应生成的二氧化碳的质量,二氧化碳的物质的量=n/44mol,根据碳元素守恒可以知道n(CuCO3)=n(CO2)=n/44mol,故碳酸铜的质量为124×n/44=31n/11g，故沉淀中CuCO3的质量分数为：×100% ；综上所述，本题答案是：×100% 。
(3) 由CO2的体积可计算CuCO3的物质的量,还必须直接或间接测得样品的质量；综上所述，本题答案是：样品质量(或样品充分灼烧后的质量)(其他合理答案也可。