题目内容

6.某兴趣小组的同学发现,将CuSO4溶液与Na2CO3溶液混合会产生蓝绿色沉淀.他们对沉淀的组成很感兴趣,决定采用实验的方法进行探究.
猜想1:所得沉淀为Cu(OH)2或CuCO3;
猜想2:所得沉淀为CuCO3或Cu(OH)2;
猜想3:所得沉淀为碱式碳酸铜.查阅资料获知,无论是哪一种沉淀受热均易分解(假设均不含结晶水).
步骤1:将所得悬浊液过滤,先用蒸馏水洗涤,再用无水乙醇洗涤,风干.
步骤2:取一定量所得固体,用如图装置(夹持仪器未画出)进行定性实验.能证明猜想1成立的实验现象是B中白色固体变蓝,C中无明显现象(若猜想1所得沉淀为CuCO3,则实验现象为B中无明显现象,C中产生白色沉淀).

(1)检查上述虚线框内装置气密性的实验操作是:关闭K,用酒精灯微热硬质玻璃管,若C中有气泡逸出,撤去酒精灯冷却一段时间后,C中导管内形成水柱,则证明装置的气密性良好
(2)若在上述装置B中盛放无水CaCl2,C中盛放Ba(OH)2溶液,还可测定所得沉淀的组成.
①C中盛放Ba(OH)2溶液,而不使用澄清石灰水的原因是Ba(OH)2溶解度大于Ca(OH)2,充分吸收CO2,BaCO3的摩尔质量大于CaCO3,测量误差小
②若所取蓝绿色固体质量为27.1g,实验结束后,装置B的质量增加2.7g,C中产生沉淀的质量为19.7g.则该蓝绿色固体的化学式为Cu5(OH)6(CO3)2.

分析 猜想1、2:根据氢氧化铜和碳酸铜都是蓝色沉淀分析蓝绿色沉淀成分;
步骤2能证明猜想1成立的实验现象是:加热时,碳酸铜分解生成二氧化碳,二氧化碳能使澄清的石灰水变浑浊,解热氢氧化铜时生成水蒸气,水能使无水硫酸铜变蓝;
[问题讨论]
(1)关闭K,用酒精灯微热硬质玻璃管,根据C中是否有气泡冒出判断该装置的气密性;
(2)①根据溶质的溶解性和其测量误差分析;
②B中吸收的是水,C中吸收的是二氧化碳,根据质量守恒定律测得氧化铜的质量,根据原子守恒确定其化学式.

解答 解:氢氧化铜和碳酸铜都是蓝色沉淀,所以其猜想是:所得沉淀是Cu(OH)2或CuCO3,故答案为:Cu(OH)2、CuCO3;
步骤2能证明猜想1成立的实验现象是:加热时,碳酸铜分解生成二氧化碳,二氧化碳能使澄清的石灰水变浑浊,解热氢氧化铜时生成水蒸气,水能使无水硫酸铜变蓝,如果B中白色固体变蓝,C中无明显现象(若猜想1所得沉淀为CuCO3,则实验现象为B中无明显现象,C中产生白色沉淀)则证明猜想1成立,故答案为:B中白色固体变蓝,C中无明显现象(若猜想1所得沉淀为CuCO3,则实验现象为B中无明显现象,C中产生白色沉淀);
(1)利用气体热胀冷缩的性质检验装置的气密性,其操作方法是:关闭K,用酒精灯微热硬质玻璃管,若C中有气泡逸出,撤去酒精灯冷却一段时间后,C中导管内形成水柱,则证明装置的气密性良好,故答案为:用酒精灯微热硬质玻璃管,若C中有气泡逸出,撤去酒精灯冷却一段时间后,C中导管内形成水柱,则证明装置的气密性良好;
(2)①氢氧化钡的溶解性大于氢氧化钙,能充分吸收二氧化碳,且碳酸钡的摩尔质量大于碳酸钙,测量误差比碳酸钙小,所以用氢氧化钡较好,故答案为:Ba(OH)2溶解度大于Ca(OH)2,充分吸收CO2,BaCO3的摩尔质量大于CaCO3,测量误差小;
②B中吸收的是水,水的物质的量=$\frac{2.7g}{18g/mol}$=0.15mol,C中吸收的是二氧化碳生成碳酸钡白色沉淀,根据碳原子守恒得二氧化碳的物质的量=$\frac{19.7g}{197g/mol}$=0.1mol,氧化铜的物质的量=$\frac{27.1g-2.7g-0.1mol×44g/mol}{80g/mol}$=0.25mol,则铜离子、氢氧根离子和碳酸根离子的物质的量之比=0.25mol:0.3mol:0.1mol=5:6:2,所以其化学式为:Cu5(OH)6(CO3)2,故答案为:Cu5(OH)6(CO3)2.

点评 本题考查了探究物质的组成和含量的测定,明确物质的性质探究实验的基础,难点是化学式的确定,难度中等

练习册系列答案
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A.2mL       B.6mL       C.25mL         D.100mL
(3)在酸解后的浸取过程中,为提高浸出率可采用的方法有粉碎矿石、适量处长浸取时间等.  (任答一点)
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