题目内容
某研究性学习小组将一定浓度Na2CO3溶液滴入CuSO4溶液中得到沉淀．甲同学认为两者反应只生成CuSO3一种沉淀；
乙同学认为这两溶液能相互促进水解，生成气体和Cu（OH）2一种沉淀；
丙同学认为同时生成CuCO3和Cu（OH）2两种沉淀．（已知：CuCO3和Cu（OH）2均不带结晶水）
I
（1）写出Na2CO3溶液水解的离子方程式
（2）在探究沉淀物成分前，须将沉淀从溶液中分离并净化．具体操作为：
Ⅱ．请用如图所示装置，选择必要的试剂，进行定性探究生成物的成分．
（1）各装置连接顺序为
（2）装置C中装有试剂的名称是
（3）能证明生成物中有CuCO3的实验现象是
Ⅲ．若CuCO3和Cu（OH）2两者都有，可通过下列装置的连接，进行定量分析来测定其组成．
（1）装置c中碱石灰的作用是
（2）实验开始时和实验结束时都要通人处理过的过量空气，其作用分别是：
（3）若沉淀样品的质量为m g，装置B质量增加了n g，则沉淀中CuCO3岛的质量分数为
考点：性质实验方案的设计,难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化的本质
专题：实验设计题
分析：Ⅰ、（1）碳酸钠分步水解；
（2）先将固体与溶液分离，采取过滤方法，然后洗涤沉淀附着的物质，再进行干燥，可得较纯净的沉淀；
Ⅱ、利用加热的方法检验，氢氧化铜和碳酸铜加热分解得到氧化铜、水和二氧化碳，若有氢氧化铜可用无水硫酸铜检验，若有碳酸铜可用澄清的石灰水检验产生的二氧化碳，澄清石灰水变浑浊说明含有CuCO3；
Ⅲ、（1）实验开始时装置的空气中会有水蒸气和二氧化碳，若不排除被吸收装置吸收会对计算结果产生较大的误差，故开始时先用除去水和二氧化碳的空气将装置中的水蒸气和二氧化碳排除；
（2）实验前装置中含有含水蒸汽和CO2的空气，所以要先将其排出，实验时氢氧化铜和碳酸铜加热分解后会在反应装置中残留二氧化碳和水蒸气，通过通入过量的除去水和二氧化碳的空气将装置中的水蒸气和二氧化碳赶出被吸收装置完全吸收，防止影响测定结果；
（3）装置B质量增加了n克，说明分解生成ng水，根据水的质量计算沉淀中氢氧化铜的质量，沉淀质量减去氢氧化铜的质量等于碳酸铜的质量，再利用质量分数的定义计算．
（2）先将固体与溶液分离，采取过滤方法，然后洗涤沉淀附着的物质，再进行干燥，可得较纯净的沉淀；
Ⅱ、利用加热的方法检验，氢氧化铜和碳酸铜加热分解得到氧化铜、水和二氧化碳，若有氢氧化铜可用无水硫酸铜检验，若有碳酸铜可用澄清的石灰水检验产生的二氧化碳，澄清石灰水变浑浊说明含有CuCO3；
Ⅲ、（1）实验开始时装置的空气中会有水蒸气和二氧化碳，若不排除被吸收装置吸收会对计算结果产生较大的误差，故开始时先用除去水和二氧化碳的空气将装置中的水蒸气和二氧化碳排除；
（2）实验前装置中含有含水蒸汽和CO2的空气，所以要先将其排出，实验时氢氧化铜和碳酸铜加热分解后会在反应装置中残留二氧化碳和水蒸气，通过通入过量的除去水和二氧化碳的空气将装置中的水蒸气和二氧化碳赶出被吸收装置完全吸收，防止影响测定结果；
（3）装置B质量增加了n克，说明分解生成ng水，根据水的质量计算沉淀中氢氧化铜的质量，沉淀质量减去氢氧化铜的质量等于碳酸铜的质量，再利用质量分数的定义计算．
解答：
解：Ⅰ、（1）碳酸钠分步水解，水解离子方程式为：CO32-+H2O?HCO3-+OH-、HCO3-+H2O?H2CO3+OH-；
故答案为：CO32-+H2O?HCO3-+OH-、HCO3-+H2O?H2CO3+OH-；
（2）先将固体与溶液分离，采取过滤方法，然后洗涤沉淀附着的物质，再进行干燥，可得较纯净的沉淀．
故答案为：过滤、洗涤；
Ⅱ、（1）利用加热的方法检验，氢氧化铜和碳酸铜加热分解得到氧化铜、水和二氧化碳，若有氢氧化铜可用无水硫酸铜检验产生的水，若有碳酸铜可用澄清的石灰水检验产生的二氧化碳，又水一般都先检验因为后面要通入溶液会带出水蒸气；故答案为：A→C→B；
（2）根据（1）的分析，装置C中装有试剂的名称是无水硫酸铜，故答案为：无水硫酸铜；
（3）用澄清的石灰水检验是否产生二氧化碳，装置B中澄清石灰水变浑浊，说明生成二氧化碳，即说明含有CuCO3．
故答案为：装置B中澄清石灰水变混浊；
Ⅲ、（1）实验开始时装置的空气中会有水蒸气和二氧化碳，若不排除被吸收装置吸收会对计算结果产生较大的误差，故开始时先用除去水和二氧化碳的空气将装置中的水蒸气和二氧化碳排除，故装置C中碱石灰的作用是吸收空气中的水蒸汽和CO2；故答案为：吸收空气中的水蒸汽和CO2；
（2）实验前装置中含有含水蒸汽和CO2的空气，所以要先将其排出，实验时氢氧化铜和碳酸铜加热分解后会在反应装置中残留二氧化碳和水蒸气，通过通入过量的除去水和二氧化碳的空气将装置中的水蒸气和二氧化碳赶出被吸收装置完全吸收，防止影响测定结果．
故答案为：实验前是为了将装置中原有含水蒸汽和CO2的空气排出；实验后是为了将装置中滞留的水蒸汽和CO2参加反应；
（3）装置B质量增加了n克，说明分解生成ng水，水的物质的量为
mol，根据氢元素守恒可知氢氧化铜的物质的量为
mol，故氢氧化铜的质量为
mol×98g/mol=
g，沉淀中CuCO3的质量分数为
×100%=（1-
）×100%．
故答案为：（1-
）×100%．
故答案为：CO32-+H2O?HCO3-+OH-、HCO3-+H2O?H2CO3+OH-；
（2）先将固体与溶液分离，采取过滤方法，然后洗涤沉淀附着的物质，再进行干燥，可得较纯净的沉淀．
故答案为：过滤、洗涤；
Ⅱ、（1）利用加热的方法检验，氢氧化铜和碳酸铜加热分解得到氧化铜、水和二氧化碳，若有氢氧化铜可用无水硫酸铜检验产生的水，若有碳酸铜可用澄清的石灰水检验产生的二氧化碳，又水一般都先检验因为后面要通入溶液会带出水蒸气；故答案为：A→C→B；
（2）根据（1）的分析，装置C中装有试剂的名称是无水硫酸铜，故答案为：无水硫酸铜；
（3）用澄清的石灰水检验是否产生二氧化碳，装置B中澄清石灰水变浑浊，说明生成二氧化碳，即说明含有CuCO3．
故答案为：装置B中澄清石灰水变混浊；
Ⅲ、（1）实验开始时装置的空气中会有水蒸气和二氧化碳，若不排除被吸收装置吸收会对计算结果产生较大的误差，故开始时先用除去水和二氧化碳的空气将装置中的水蒸气和二氧化碳排除，故装置C中碱石灰的作用是吸收空气中的水蒸汽和CO2；故答案为：吸收空气中的水蒸汽和CO2；
（2）实验前装置中含有含水蒸汽和CO2的空气，所以要先将其排出，实验时氢氧化铜和碳酸铜加热分解后会在反应装置中残留二氧化碳和水蒸气，通过通入过量的除去水和二氧化碳的空气将装置中的水蒸气和二氧化碳赶出被吸收装置完全吸收，防止影响测定结果．
故答案为：实验前是为了将装置中原有含水蒸汽和CO2的空气排出；实验后是为了将装置中滞留的水蒸汽和CO2参加反应；
（3）装置B质量增加了n克，说明分解生成ng水，水的物质的量为
| n |
| 18 |
| n |
| 18 |
| n |
| 18 |
| 49n |
| 9 |
m-
| ||
| m |
| 49n |
| 9m |
故答案为：（1-
| 49n |
| 9m |
点评：考查对实验方案设计与装置的理解、实验基本操作、化学计算等，难度中等，理解实验原理是 解题的关键，是对知识的综合运用，需要学生具备扎实的基础知识与运用知识分析问题、解决问题的能力．
练习册系列答案
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| 序号 | 结构简式 | 沸点/℃ | 相对密度 |
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| ② | CH3CH2Cl | 12.3 | 0.897 8 |
| ③ | CH3CH2CH2Cl | 46.6 | 0.890 9 |
| ④ | CH3CHClCH3 | 35.7 | 0.861 7 |
| ⑤ | CH3CH2CH2CH2Cl | 78.44 | 0.886 2 |
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