题目内容
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： ；
假设3：沉淀是CuCO3和Cu（OH）2的混合物．
【验证假设】
（1）如果假设1成立，则反应的离子方程式为 ．
（2）用离子方程式表示假设3中有Cu（OH）2生成的理论依据： ．
（3）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 ．实验结束时通入过量空气的目的是 ．
②若沉淀样品的质量为10.0g，装置D的质量增加了2.2g，则沉淀中CuCO3的质量分数为 ．
③由以上实验可知，假设 成立．
【总结反思】除了以上方案，还可以设计其它方案通过测量 来测定沉淀中CuCO3的质量分数．
【提出假设】
假设1：沉淀是CuCO3；
假设2：
假设3：沉淀是CuCO3和Cu（OH）2的混合物．
【验证假设】
（1）如果假设1成立，则反应的离子方程式为
（2）用离子方程式表示假设3中有Cu（OH）2生成的理论依据：
（3）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
②若沉淀样品的质量为10.0g，装置D的质量增加了2.2g，则沉淀中CuCO3的质量分数为
③由以上实验可知，假设
【总结反思】除了以上方案，还可以设计其它方案通过测量
分析：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；
（1）如果假设1成立，则反应的离子方程式为碳酸根离子和铜离子结合生成碳酸铜沉淀的过程；
（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；
（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，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；
②装置D的质量增加了2.2g，应为CO2的质量，则m（CuCO3）=
=0.05mol，以此计算沉淀中CuCO3的质量分数；
③依据沉淀质量分析判断成分；
测定沉淀中CuCO3的质量分数，还可通过测量CO2的体积进行计算．
（1）如果假设1成立，则反应的离子方程式为碳酸根离子和铜离子结合生成碳酸铜沉淀的过程；
（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；
（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，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；
②装置D的质量增加了2.2g，应为CO2的质量，则m（CuCO3）=
| 2.2g |
| 44g/mol |
③依据沉淀质量分析判断成分；
测定沉淀中CuCO3的质量分数，还可通过测量CO2的体积进行计算．
解答：解：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，故答案为：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↓，
故答案为：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，反应的理论依据主要是CO32-+H2O?HCO3-+OH-，故答案为：CO32-+H2O?HCO3-+OH-；
（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；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；
故答案为：偏高；将装置中滞留的CO2排至装置D中，使其被碱石灰吸收；
②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%，
故答案为：62%；
③上述计算可知沉淀中碳酸铜占62%，说明沉淀含有氢氧化铜沉淀，说明假设3正确，
测定沉淀中CuCO3的质量分数，还可通过测量CO2的体积或称量加热后固体的质量进行计算，
故答案为：3；测量CO2的体积或（样品质量和）样品充分灼烧后的质量．
（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↓，
故答案为：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，反应的理论依据主要是CO32-+H2O?HCO3-+OH-，故答案为：CO32-+H2O?HCO3-+OH-；
（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；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；
故答案为：偏高；将装置中滞留的CO2排至装置D中，使其被碱石灰吸收；
②装置D的质量增加了2.2g，应为CO2的质量，则m（CuCO3）=
| 2.2g |
| 44g/mol |
则沉淀中CuCO3的质量分数为
| 0.05mol×124g/mol |
| 10.0g |
故答案为：62%；
③上述计算可知沉淀中碳酸铜占62%，说明沉淀含有氢氧化铜沉淀，说明假设3正确，
测定沉淀中CuCO3的质量分数，还可通过测量CO2的体积或称量加热后固体的质量进行计算，
故答案为：3；测量CO2的体积或（样品质量和）样品充分灼烧后的质量．
点评：本题考查了物质性质和组成的实验分析判断，实验过程分析是解题关键，题目难度中等．
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