Question

17．同学们都知道CuSO₄溶液呈蓝色，那么，你们知道是溶液中什么微粒使CuSO₄溶液呈蓝色吗？基于初中所学知识，下面主要采用不同的思维方式对该问题进行探讨．
（说明：以下溶液皆为稀溶液，在稀溶液中SO₄^2-、Cl^-呈无色．）
思路一：采用归纳法，由具体事实推理概括出一般原理或结论．
图一 请比较A、B、C、D、E五支试管中所盛试剂的颜色与所含微粒，进行分析．
（1）对 A、B、C的分析是：A、B的溶液中均含Cu²⁺，均显蓝色，说明Cu²⁺的存在使CuSO₄、CuCl₂溶液显蓝色．

（2）对D、ED、E分析，可以说明，在水溶液中，Na⁺是无色的．
对A、D的分析是：A、D的溶液中均含水分子、硫酸根离子，水分子不能使溶液显蓝色，在稀溶液中SO₄^2-呈无色，A、D的溶液中均含水分子、硫酸根离子，水分子不能使溶液显蓝色，在稀溶液中SO₄^2-呈说明A中是Cu²⁺使CuSO₄溶液显蓝色．对B、E分析同理．
对A、B、C、D、E 还可推理：水是无色液体，作为溶剂，溶解CuSO₄、CuCl₂等物质时，溶液的颜色主要受溶质的影响．
思路二：采用加入试剂发生化学反应的方法将溶液中的Cu²⁺除去或保持溶液中Cu²⁺的存在，观察溶液颜色是否变化的方法．
如图二所示的方法是保持溶液中的Cu²⁺．该反应的化学方程式为：CuSO₄+BaCl₂=BaSO₄↓+CuCl₂
请选择一种试剂与CuSO₄溶液反应，除去溶液中Cu²⁺ 的存在．其化学方程式是：2NaOH+CuSO₄=Cu（OH）₂↓+Na₂SO₄
上述研究方法是用不同的思维方式，从不同的切入点研究同一个问题，但总体思路仍然是对比实验设计的一般思路．

Answer 1

分析 根据题意，在稀溶液中SO₄^2-、Cl^-呈无色；想用实验证明CuSO₄溶液显蓝色是由什么微粒造成的，可以采用对比实验的方法，根据对比实验设计的一般思路，比较A、B、C、D、E五支试管中所盛试剂的颜色与所含微粒，进行分析解答即可．

解答 解：根据A、B、C三支试管中所盛试剂的颜色与所含微粒，水是无色的，A、B的溶液中均含Cu²⁺，均显蓝色，说明Cu²⁺的存在使CuSO₄、CuCl₂溶液显蓝色．
D、E两支试管中均含钠离子，根据题意，在稀溶液中SO₄^2-、Cl^-呈无色，说明在水溶液中，Na⁺是无色的．
根据对A、D的分析，A、D的溶液中均含水分子、硫酸根离子，水分子不能使溶液显蓝色，在稀溶液中SO₄^2-呈无色，说明A中是Cu²⁺使CuSO₄溶液显蓝色．
选择一种试剂与CuSO₄溶液反应，保持溶液中Cu²⁺ 的存在，可选用氯化钡与硫酸铜反应，反应的化学方程式为：CuSO₄+BaCl₂=BaSO₄↓+CuCl₂．
如图二所示的方法是除去溶液中的Cu²⁺，是氢氧化钠与硫酸铜反应生成氢氧化铜沉淀和硫酸钠，反应的化学方程式为：2NaOH+CuSO₄=Cu（OH）₂↓+Na₂SO₄；
故答案为：
（1）Cu²⁺；
（2）D、E；
CuSO₄+BaCl₂=BaSO₄↓+CuCl₂；2NaOH+CuSO₄=Cu（OH）₂↓+Na₂SO₄；

点评 本题难度较大，考查同学们用不同的思维方式、用对比实验设计的一般思路、从不同的切入点研究同一个问题的能力，培养了学生的综合能力．