Question

11．在化学实验中，901班同学将饱和硫酸铜溶液逐滴加到5mL饱和氢氧化钠溶液中，观察到以下异常实验现象：

实验序号	滴加CuSO4溶液的量	实验现象
①	第1～6滴	产生蓝色沉淀，但振荡后沉淀消失，形成亮蓝色溶液
②	第7～9滴	产生蓝色沉淀，且沉淀逐渐增多．振荡后沉淀不消失，很快沉淀逐渐变成黑色

已知蓝色沉淀是氢氧化铜，写出生成蓝色沉淀的化学方程式CuSO₄+2NaOH=Na₂SO₄+Cu（OH）₂↓．
【提出问题】实验①中蓝色沉淀为什么消失？
【查阅资料】
Ⅰ．氢氧化铜在室温下温度，70℃～80℃时分解生成氧化铜．
Ⅱ．铜酸钠[Na₂Cu（OH）₄]溶于水，溶液呈亮蓝色．
【猜想与假设】
Ⅰ．蓝色沉淀消失可能是氢氧化铜发生分解反应．
Ⅱ．蓝色沉淀消失可能是氢氧化铜溶解在氢氧化钠溶液中，形成亮蓝色溶液．
甲同学认为猜想Ⅰ不成立，理由是氢氧化铜分解生成黑色的氧化铜固体．
乙同学为验证猜想Ⅱ，进行了如下实验．
【进行实验】

试管编号	实验操作	实验现象
1号	0.5gCu（OH）2固体加入6mL0.6%的NaOH溶液	蓝色固体不消失
2号	0.5gCu（OH）2固体加入6mL1.0%的NaOH溶液	蓝色固体不消失
3号	0.5gCu（OH）2固体加入6mL20%的NaOH溶液	蓝色固体减少
4号	0.5gCu（OH）2固体加入6mL30%的NaOH溶液	蓝色固体消失，得到亮蓝色溶液

【解释与结论】
（1）1号试管中现象为蓝色固体不消失．
（2）上述实验得出的结论是氢氧化铜能溶解在高于20%的NaOH中形成亮蓝色溶液．
（3）丙同学推知饱和硫酸铜溶液与饱和氢氧化钠溶液的反应是放热反应，他依据的实验现象是蓝色沉淀逐渐变为黑色．
（4）配置好的氢氧化钠溶液要密封保存的原因是易与二氧化碳反应而变质．
[拓展与反思]注意：若答对第（5）（6）（7）小题奖励4分，化学试卷总分不超过60分
902班同学用901班同样药品做实验，只是将饱和氢氧化钠溶液逐滴加到5mL饱和硫酸铜溶液中，首先看到的是浅绿色沉淀，之后有蓝色沉淀生成，与901班的沉淀颜色差别较大，于是查阅资料得知，NaOH溶液和CuSO₄溶液反应可生成多种组成的碱式硫酸铜，它们都是浅绿色固体，如Cu₂（OH）₂SO₄、Cu₃（OH）₄SO₄或Cu₄（OH）₆SO₄，回答问题：
（5）当NaOH溶液和CuSO₄溶液反应时，只要控制CuSO₄溶液的量一定，NaOH溶液不足（填“过量”或“不足”）时就能生成浅绿色沉淀．
（6）若碱式硫酸铜Cu₃（OH）₄SO₄可表示为：2Cu（OH）₂•CuSO₄，则Cu₄（OH）₆SO₄还可表示为：3Cu（OH）₂•CuSO₄．
（7）901班、902班实验告诉我们：
①当反应物相同，而反应物的量不同，产物可能不同．试另举一个例子：碳燃烧时，氧气足量时生成二氧化碳，氧气不足时生成一氧化碳．
②当反应物相同，而反应条件不同时，产物也可能不同．如常温下二氧化碳和水反应生成碳酸；在光照作用下，二氧化碳和水在植物的叶子中发生光合作用生成氧气．

Answer 1

分析 根据硫酸铜和氢氧化钠反应产生氢氧化铜蓝色沉淀和硫酸钠，写出反应的方程式；
【猜想与假设】根据实验①的现象是沉淀消失，形成亮蓝色溶液，而不是产生黑色固体分析；
【解释与结论】（1）根据随着氢氧化钠溶液的浓度增大而氢氧化铜不断溶解进行解答；
（2）根据实验现象分析得出实验结论进行解答；
（3）根据现象及资料信息分析能量变化；
（4）根据氢氧化钠易与二氧化碳反应进行分析解答；
（5）5mL氢氧化钠溶液的体积远远大于乙2滴氢氧化钠溶液的体积；
（6）因为碱式硫酸铜可表示为aCu（OH）₂•bCuSO₄，则Cu₄（OH）₆SO₄还可表示为：3Cu（OH）₂•CuSO₄．
（7）①碳燃烧时，氧气足量时生成二氧化碳，氧气不足时生成一氧化碳．
②根据常温下二氧化碳和水反应生成碳酸；在光照作用下，二氧化碳和水在植物的叶子中发生光合作用生成氧气，可知当反应物相同，而反应条件不同时，产物也可能不同．

解答 解：硫酸铜和氢氧化钠反应产生氢氧化铜蓝色沉淀和硫酸钠，故反应的方程式为：CuSO₄+2NaOH=Na₂SO₄+Cu（OH）₂↓；
【猜想与假设】根据实验①的现象是沉淀消失，形成亮蓝色溶液，而不是产生黑色固体，因此猜想Ⅰ认为蓝色沉淀消失可能是Cu（OH）₂发生了分解是错误的；
【解释与结论】（1）随着氢氧化钠溶液的浓度增大而氢氧化铜不断溶解，所以1号试管中现象为：蓝色固体不消失；
（2）由实验现象可知，氢氧化铜能溶解在高于20%的NaOH中形成亮蓝色溶液；
（3）根据表格1可知随着氢氧化钠溶液的滴加，观察到产生蓝色沉淀，且沉淀逐渐增多．振荡后沉淀不消失，很快沉淀逐渐变黑色，结合资料Ⅰ．Cu（OH）₂在室温下稳定，70℃-80℃时可脱水分解生成CuO，因此说明饱和CuSO₄溶液与饱和NaOH溶液的反应是放热反应；
（4）配制好的氢氧化钠溶液要密封保存，因为氢氧化钠易与空气中的二氧化碳反应生成碳酸钠而变质．
（5）5mL氢氧化钠溶液的体积远远大于乙2滴氢氧化钠溶液的体积，因此NaOH溶液不足时就能生成浅绿色沉淀，此实验利用的科学方法是控制变量法．
（6）因为碱式硫酸铜可表示为aCu（OH）₂•bCuSO₄，则Cu₄（OH）₆SO₄还可表示为：3Cu（OH）₂•CuSO₄．
（7）①当反应物的量不同，产物可能不同，例如碳燃烧时，氧气足量时生成二氧化碳，氧气不足时生成一氧化碳．
②根据常温下二氧化碳和水反应生成碳酸；在光照作用下，二氧化碳和水在植物的叶子中发生光合作用生成氧气，可知当反应物相同，而反应条件不同时，产物也可能不同．
故答案为：
CuSO₄+2NaOH=Na₂SO₄+Cu（OH）₂↓；
【猜想与假设】氢氧化铜分解生成黑色的氧化铜固体；
【解释与结论】（1）蓝色固体不消失；
（2）氢氧化铜能溶解在高于20%的NaOH中形成亮蓝色溶液；
（3）蓝色沉淀逐渐变为黑色；
（4）易与二氧化碳反应而变质．
（5）不足；
（6）3Cu（OH）₂•CuSO₄．
（7）①碳燃烧时，氧气足量时生成二氧化碳，氧气不足时生成一氧化碳．
②反应条件．

点评 本题属于信息题的考查，解题的依据是题目的信息结合已有的相关知识进行分析，能够考查学生的知识迁移能力．