Question

11．在一次化学实验中，同学们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	有蓝色沉淀，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，很快沉淀逐渐变黑色

在实验①中同学们根据所学初中化学知识判断蓝色沉淀是氢氧化铜．
实验①中蓝色沉淀为什么消失？同学们继续进行如下探究．
【查阅资料】
Ⅰ．氢氧化铜在温度70℃-80℃时可分解生成氧化铜；
Ⅱ．四羟基合铜酸钠[Na₂Cu（OH）₄]溶于水，溶液呈亮蓝色．
【猜想与讨论】小陶认为蓝色沉淀消失可能是氢氧化铜发生了分解．其他同学一致否定了他的猜测，理由是如分解则会生成氧化铜是黑色固体，而蓝色沉淀消失后是形成亮蓝色溶液．
同学们交流讨论后，提出以下两种猜想．
猜想一：少许氢氧化铜可溶于足量水中．
猜想二：氢氧化铜可在足量氢氧化钠浓溶液中溶解，溶液呈亮蓝色．
【实验探究】同学们用氢氧化铜粉末（其它试剂可任选）设计如下实验．请填写表中空格．

实验序号	实验方法与操作	实验现象	结论
③	将少许Cu（OH）2粉末加到5mL蒸馏水中，充分振荡	沉淀不溶解，液体仍为无色	猜想一错误
④	将少许Cu（OH）2粉末加入到足量氢氧化钠浓溶液中，充分振荡，固体溶解	溶液呈亮蓝色	猜想二正确

【结论与反思】
（1）根据实验可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依据的实验现象是蓝色沉淀逐渐变为黑色．
（2）写出氢氧化铜受热分解生成黑色固体的化学方程式Cu（OH）₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuO+H₂O；
【实践与运用】将8.0g氢氧化钠完全溶于水形成溶液，向其中加入一定质量的硫酸铜溶液，恰好完全反应，所得混合物总质量为109.8g．计算：
（1）反应产生沉淀的质量．（写出计算过程）
（2）反应后所得溶液的溶质质量分数．（写出计算过程，结果精确到0.1%）

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；
【猜想与讨论】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；
【实验探究】③根据实验的目的否定猜想一分析实验现象；
④根据实验目的是验证猜想二成立设计实验并描述实验现象；
【结论与反思】（1）根据现象及资料信息分析能量变化．
（2）根据给蓝色的氢氧化铜加热生成物分析解答．
【拓展与运用】根据氢氧化钠的质量利用反应的化学方程式求出生成沉淀的质量和硫酸钠的质量．

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=Cu（OH）₂↓+Na₂SO₄；
【猜想与讨论】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，因此小陶认为蓝色沉淀消失可能是Cu（OH）₂发生了分解是错误的；
【实验探究】③实验的目的否定猜想一，因此加水沉淀不溶解；
④实验目的是验证猜想二成立，即是氢氧化铜溶于氢氧化钠溶液产生的亮蓝色的溶液；
故答案为：

实验序号	实验方法与操作	实验现象	结论
③	将少许Cu（OH）2粉末加到5mL蒸馏水中，充分振荡	沉淀不溶解，液体仍为无色	猜想一错误
④	将少许Cu（OH）2粉末加入到足量氢氧化钠浓溶液中，充分振荡，固体溶解	溶液呈亮蓝色	猜想二正确

【结论与反思】
（1）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；
（2）根据氢氧化铜不稳定，在加热的情况下易分解，生成一种黑色固体和水，则推测该反应产物为氧化铜和水，则其化学方程式是Cu（OH）₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuO+H₂O
【拓展与运用】
设反应产生沉淀的质量为x，反应后所得溶液的溶质质量为Y．
2NaOH+CuSO₄═Cu（OH）₂↓+Na₂ SO₄
80              98          142
8g              x            y
$\frac{80}{8g}=\frac{98}{x}=\frac{142}{y}$
 x=9.8g    y=14.2g               
反应后所得溶液的溶质质量分数为：为：$\frac{14.2g}{109.8g-9.8g}$×100%=14.2%．
答案：
【猜想与讨论】如分解则会生成氧化铜是黑色固体，而蓝色沉淀消失后是形成亮蓝色溶液；
【实验探究】

实验序号	实验方法与操作	实验现象	结论
③	将少许Cu（OH）2粉末加到5mL蒸馏水中，充分振荡	沉淀不溶解，液体仍为无色	猜想一错误
④	将少许Cu（OH）2粉末加入到足量氢氧化钠浓溶液中，充分振荡，固体溶解	溶液呈亮蓝色	猜想二正确

【结论与反思】（1）蓝色沉淀逐渐变为黑色；    （2）Cu（OH）₂ $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuO+H₂O
【拓展与运用】
反应产生沉淀的质量是9.8g．反应后所得溶液的溶质质量分数为14.2%．

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．