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某学生研究小组欲探究CuSO4溶液与Na2CO3溶液混合产生的蓝绿色沉淀组成,小...

某学生研究小组欲探究CuSO4溶液与Na2CO3溶液混合产生的蓝绿色沉淀组成,小组进行下列实验探究。

(提出假设)

假设1:沉淀为Cu(OH)2

假设2:沉淀为________

假设3:沉淀为碱式碳酸铜[化学式可表示为nCuCO3•mCu(OH)2]

(查阅资料)无论是哪一种沉淀受热均易分解(假设均不含结晶水)。

(物质成分探究)

步骤1:将所得悬浊液过滤,用蒸馏水洗涤,再用无水乙醇洗涤。

步骤2:甲同学取一定量固体,用气密性良好的下图装置(夹持仪器未画出)进行定性实验。请回答下列问题:

1)假设2中的沉淀为________________

2)假设1中沉淀为Cu(OH)2的理论依据是____________________________________

3)无水乙醇洗涤的目的_________________________

4)若反应后A中蓝绿色固体变黑,C中无明显现象,证明假设__(填写序号)成立。

5)乙同学认为只要将上图中B装置的试剂改用____________试剂后,便可验证上述所有假设。

6)乙同学更换B试剂后验证假设3成立的实验现象是_________________

7)在假设3成立的前提下,某同学考虑用Ba(OH)2代替Ca(OH)2,测定蓝绿色固体的化学式,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2.7gC中的产生沉淀的质量为19.7g。则该蓝绿色固体的化学式为____________________

 

CuCO3 碳酸根水解,溶液中含有较多的OH—(2分,或者答双水解,相互促进,或者写出双水解离子方程式或化学方程式均可) 利用乙醇的易挥发,带走洗涤的水 假设1 无水CuSO4 A中蓝绿色固体变黑色,B中固体变蓝,C中有白色沉淀产生 2 CuCO3•3Cu(OH)2或3Cu(OH)2•2 CuCO3或Cu5 (OH)6(CO3)2 【解析】 (1)CuSO4溶液与Na2CO3溶液混合产生蓝绿色沉淀,可能是反应生成了碳酸铜沉淀,或双水解生成了氢氧化铜沉淀,或是碱式碳酸铜,假设1中沉淀为Cu(OH)2,假设2为CuCO3,故答案为CuCO3; (2)Na2CO3溶液中碳酸根能水解,产生氢氧根离子,所以与CuSO4溶液混合产生的蓝绿色沉淀可能为氢氧化铜,故答案为碳酸根水解,溶液中含有较多的OH-; (3)所得悬浊液过滤,用蒸馏水洗涤,再用无水乙醇洗涤,可以洗去固体中残留的水分,通风晾干可以让乙醇完全挥发,故答案为利用乙醇的易挥发,带走洗涤的水; (4)加热时,碳酸铜分解生成二氧化碳和黑色氧化铜,二氧化碳能使澄清的石灰水变浑浊,加热氢氧化铜时生成水蒸气和黑色氧化铜,若反应后A中蓝绿色固体变黑,C中无明显现象证明一定不含有碳酸铜,现象的产生为氢氧化铜,假设1正确,故答案为假设1; (5)实验验证碳酸铜或氢氧化铜是利用受热分解生成的产物性质验证,加热时,碳酸铜分解生成二氧化碳和黑色氧化铜,加热氢氧化铜时生成水蒸气和黑色氧化铜,所以需要验证水的存在和二氧化碳的存在就可以证明产生的物质成分,装置A中加热是否变化为黑色固体,装置B选择无水硫酸铜验证是否生成水,澄清石灰水是否变浑浊证明是否生成二氧化碳,所以要将上图中B装置的试剂改用无水CuSO4,故答案为无水CuSO4; (6)装置A中加热是否变化为黑色固体,装置B选择无水硫酸铜,是否变蓝色验证是否生成水,装置C中澄清石灰水是否变浑浊证明是否生成二氧化碳,所以证明假设是否正确的现象为:A中蓝绿色固体变黑色,B中无水CuSO4固体变蓝,C中有白色沉淀产生,故答案为A中蓝绿色固体变黑色,B中无水CuSO4固体变蓝,C中有白色沉淀产生; (7)B中吸收的是水,水的物质的量==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==0.1mol, 氧化铜的物质的量==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:2 CuCO3•3Cu(OH)2或 3Cu(OH)2•2 CuCO3或 Cu5(OH)6(CO3)2,故答案为2 CuCO3•3Cu(OH)2或 3Cu(OH)2•2 CuCO3或 Cu5(OH)6(CO3)2。  
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考点分析:
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化学实验装置的科学设计是实验是否取得预期效果的关键。请回答下列有关实验装置的相关问题:

I.图一中A为教材制备乙酸乙酯的实验装置,甲同学认为图一中B装置比A要好,则冷却水应从______口进入;乙同学认为图一中C装置效果更好,理由是_______

Ⅱ.摩尔盐”[(NH4)2Fe(SO4)2•6H2O]是分析化学中的重要试剂。已知:摩尔盐隔绝空气加热至500℃时可完全分解。某学习小组欲探究其分解产物。

1[提出猜想]小组同学认为分解产物可能有以下几种情况:

AFe2O3SO2NH3H2O             BFeOSO3NH3H2O

CFeOSO2NH3H2O               DFe2O3SO3SO2NH3H2O

根据所学知识,可确定_________不成立(填序号)

2[药品验纯]甲同学提出可以用湿润的红色石蕊试纸、稀盐酸和_________溶液检验出摩尔盐中的三种离子;取一定量的摩尔盐配成溶液,取少量溶液置于试管中,向其中滴加_______(填试剂名称和实验现象),则摩尔盐未因氧化而变质。

3[实验探究]为检验分解产物,甲同学设计了如下实验装置。

①取一定量摩尔盐置于加热管A中,加热至分解完全后打开K,再通入N2,目的是________

②实验中观察到A中固体逐渐变为红棕色,BC中均产生白色沉淀.C中发生反应的离子方程式为________

③实验验证取A中残留物少许加入稀硫酸溶解,再滴入KMnO4稀溶液,不褪色证明产物不含______

4[实验结论与反思]通过实验现象和认真反思,上述猜想中一定正确的是______。(填序号)

 

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某课外活动小组对一氧化碳还原氧化铁的实验中最后的产物产生浓厚兴趣,试通过实验来探究其成分。

、实验装置:

该装置B中发生的离子方程式是 ______,装置B的作用是 ______

、实验现象:玻璃管A中的粉末由红色逐渐变为黑色时,停止加热,继续通一氧化碳,冷却到室温,停止通气,同时观察到澄清的石灰水变浑浊。

、实验结论:

甲认为:依据上述实验现象可以判断出生成的黑色固体为金属铁。

乙认为:仅从上述实验现象,不足以证明生成的黑色固体为金属铁,他增加一个实验:用磁铁靠近黑色固体,看到有黑色固体被磁铁吸引,于是得出生成的黑色固体为金属铁的结论。

请你通过该反应的相关资料对他们的结论作出判断,并通过实验检验其合理性:

⑴在一定条件下,一氧化碳与氧化铁在加热条件下,可发生如下反应:

CO +3Fe2O3 = 2Fe3O4+ CO2↑  4CO + Fe3O4 = Fe+ 4CO2

⑵四氧化三铁(Fe3O4)为黑色固体,有强磁性,能够被磁铁吸引。

甲、乙同学的结论 ______。你对此评价的理由是 ______

、实验探究

对反应后固体成分提出假设:

假设1:反应后固体中只有Fe

假设2:反应后固体中只有Fe3O4

假设3:反应后固体中 ______

为确定实验中最后产物中的成分,丙同学设计如下实验,请你利用限选试剂和仪器帮助他完成该探究过程,并将答案写在答题卡相应位置。

限选试剂和仪器:1mol/L CuSO40.01mol/L KSCN溶液、1mol/L 盐酸、0.01mol/L 氨水、试管、玻璃棒、胶头滴管。

实验操作

预期现象和结论

步骤一;取硬质玻璃管中固体产物少量分别于AB试管中,加入足量1mol/L CuSO4溶液,搅拌溶解。

⑴若A试管中黑色固体不溶解,并且没有观察到其它现象,则黑色固体为

______

⑵若B试管中有红色固体析出,则说明黑色固体中含有 ______

步骤二:对试管B中溶液过滤,将所得固体洗涤干净后加足量1mol/L盐酸后再依次分别加入适量0.01mol/L氨水、少量0.01mol/L KSCN溶液。

①若溶液不变红色,则______

②若溶液变红色,则______

 

 

 

 

、延伸探究:丁同学试图通过反应前后固体质量的变化来确定黑色固体的成分,你认为可行吗?(假设氧化铁在反应中完全反应)______(不行”),理由是:______

 

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为检验一批因露置而部分变质的Ba(OH)2药品的成分,某化学探究性学习小组设计了方案对其进行将20.45g药品分成五等分,逐渐加入100mL1 mol/L的盐酸中,并充分搅拌,测得生成气体的体积(已换算为标准状况下)、剩余固体的量与固体加入量的关系如图所示。考虑到某地附近为硫酸工业区,该小组同学判断此药品可能含三或四种成分。

1) 写出硫酸工业尾气与过量的Ba(OH)2反应的离子方程式:________________________

2)提出以下三种合理假设:(已知在空气中Ba(OH)2很难生成酸式盐)

假设一:药品成分为Ba(OH)2BaSO4BaSO3

假设二:药品成分为Ba(OH)2________________

假设三:药品成分为Ba(OH)2________________

3)实验验证:为确定该药品的成分,该小组利用上述实验中生成的气体,选择适当的试剂进行探究,请设计合理方案填入下表:

实验操作

预期实验现象和结论


____________

____________________,假设一成立;
____________________,假设二成立;
____________________,假设三成立。

 

 4)问题讨论:若经试验验证,此药品为四种成分混合物,该小组同学认为由上述曲线可知,当所加固体质量为12.27 g时,药品成分与盐酸刚好完全反应,你认为该组同学的判断是否正确______。(填或者

 

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某兴趣小组对铜与浓硫酸反应产生的黑色沉淀(可能含有CuOCuSCu2S,其中CuS Cu2S不溶于稀盐酸、稀硫酸)进行探究,实验步骤如下:

Ⅰ.将光亮铜丝插入浓硫酸,加热;

Ⅱ.待产生大量黑色沉淀和气体时,抽出铜丝,停止加热;

Ⅲ.冷却后,从反应后的混合物中分离出黑色沉淀,洗净、干燥备用。

回答下列问题:

1)步骤Ⅱ产生气体的化学式为______________

2)向含微量 Cu2+试液中滴加K4[Fe(CN)6]溶液,能产生红褐色沉淀.现将少量黑色沉淀放入稀硫酸中,充分振荡以后,再滴加K4[Fe(CN)6]溶液,未见红褐色沉淀,由此所得结论是______________

3)为证明黑色沉淀含有铜的硫化物,进行如下实验:

装置
 

现象
 

结论及解释
 


 

A试管中黑色沉淀逐渐溶解
A试管上方出现红棕色气体
B试管中出现白色沉淀
 

a.现象②说明黑色沉淀具有_________性。
b.试管B中产生白色沉淀的总反应的离子方程式为_______________________
 

 

 

4CuS固体能溶于热的浓硫酸,请用有关平衡移动原理加以解释:__________

5)为测定黑色沉淀中Cu2S 的百分含量,取0.2g 步骤Ⅰ所得黑色沉淀,在酸性溶液中用 40.0mL 0.075mol/L KMnO4溶液处理,发生反应如下:

8MnO4+5Cu2S+44H+═10Cu2++5SO2↑+8Mn2++22H2O

6MnO4+5CuS+28H+═5Cu2++5SO2↑+6Mn2++14H2O

反应后煮沸溶液,赶尽SO2,过量的高锰酸钾溶液恰好与35.0mL 0.1mol/L (NH4)2Fe(SO4)2溶液反应完全,则混合物中Cu2S 的质量分数为____________________

 

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Na2S2O3∙5H2O在化学定量分析中常用作基准物质,实验室制备原理为:Na2CO3 + 4SO2 + 2Na2S 3Na2S2O3+ CO2设计如图1装置夹持仪器省略进行实验。

A中发生的化学反应方程式为 ______

C中所盛试剂可能是 ______;若要停止A中的化学反应,除取下酒精灯停止加热外,还可以采取的操作是 ______

⑶学生乙在加热A后,发现液面下的铜丝变黑,如图2。对黑色生成物该学生提出如下假设:

①可能是CuO ②可能是Cu2O ③可能是CuS

学生丙提出假设②一定不成立,依据是 ______;该生用如下实验进一步验证黑色物质的组成:基于上述假设分析,黑色物质的组成为 ______ (填化学式)

⑷实验室用Na2S2O3标准液测量某工业废水中的I2的浓度。

已知:I2 + 2S2O32 = S4O62 + 2I

①以淀粉为指示剂,则到达滴定终点的现象是 ______

②若标液Na2S2O3的浓度0.0030mol/L,滴定25.00 mL工业废水消耗该Na2S2O3溶液体积如右图所示,则该废水中I2的浓度为 ______

 

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