Question

将过量的Na₂CO₃溶液滴入到一定量CuSO₄溶液中得到蓝色固体．某研究性学习小组对蓝色固体的成分进行了如下探究．请完成下列各题：
（一）猜想与假设：
猜想一：固体为CuCO₃，理由：______（用化学反应方程式表示）．
猜想二：固体为Cu（OH）₂，理由：Na₂CO₃溶液呈______（填“酸”或“碱”）性．
猜想三：固体为Cu（OH）₂和CuCO₃的混合物．
（二）资料查阅：
①Cu（OH）₂和CuCO₃晶体均不带结晶水；
②Cu（OH）₂、CuCO₃受热易分解，各生成对应的两种氧化物．
③无水硫酸铜遇水变蓝色．
（三）设计与实验：
Ⅰ．固体的获取：
（1）将反应后的固、液混合物经过滤、洗涤、低温烘干得蓝色固体．
（2）判断固体已洗净的方法及现象______．
Ⅱ．用下图所示装置，定性探究固体的成分．

（3）若用装置A、B组合进行实验，B中无现象，则猜想______正确；
（4）若用装置A、C组合进行实验，C中无现象，则猜想______正确；
（5）小组同学将装置按 A、______、______（填“B”、“C”）的顺序组合进行实验，验证出猜想三是正确的．
结论：固体为Cu（OH）₂和CuCO₃的混合物．
Ⅲ．固体成分定量测定：
已知Cu（OH）₂的分解温度为66℃∽68℃，CuCO₃的分解温度为200℃∽220℃．设固体的组成为aCu（OH）₂•bCuCO₃．小组同学用热
分析仪对固体进行热分解，获得相关数据，
绘成固体质量变化与分解温度的关系如图，
请根据图示回答下列问题：
（6）写出A B、C D段发生反应的化学方程式：
AB段：______ CuO+H₂O

Answer

（一）猜想与假设：①根据复分解反应的原理进行分析，
②根据碳酸钠在水中水解的产物进行分析．
（三）设计与实验：
（2）根据碳酸钠会与盐酸反应生成二氧化碳进行分析，
（3）根据氢氧化钙会与二氧化碳反应生成碳酸钙沉淀进行分析，
（4）根据无水硫酸铜遇水变蓝进行分析，
（5）根据检验水要放在检验二氧化碳的前面进行分析，
（6）根据氢氧化铜和碳酸铜的分解温度进行分析，
（7）根据氢氧化铜和碳酸铜分解的化学方程式进行分析．
【解析】
（一）猜想与假设：
①碳酸钠和硫酸铜反应生成碳酸铜沉淀和硫酸钠，故答案为：Na2CO3+CuSO4=CuCO3↓+Na2SO4；
②碳酸钠是强碱弱酸盐，在水中水解后会生成氢氧根离子，故答案为：碱性
（三）设计与实验：
（2）固体上残留的碳酸钠会与盐酸反应生成二氧化碳气体，故答案为：取最后洗涤液少量，滴加适量的稀盐酸，无气泡产生；
（3）B中无现象，说明没有生成二氧化碳，也就说明固体中没有碳酸铜，故答案为：二
（4）C中没有现象，说明没有水生成，也就说明固体中没有氢氧化铜沉淀，故答案为：一
（5）检验水要放在检验二氧化碳的前面，否则通过石灰水时携带的水蒸气会对检验水产生干扰，故答案为：A、C、B
（6）AB段的温度大于60℃但是没有超过200℃，从图象中看出也不超过100℃，符合氢氧化铁的分解温度，故答案为：Cu（OH）2CuO+H2O；
CD段的温度超过了200℃，符合碳酸铜的分解温度，故答案为：CuCO3CuO+CO2↑
（7）AB段是氢氧化铜在分解，固体质量减少3.6克，CD段是碳酸铜在分解，固体质量减少4.4克，
    Cu（OH）2CuO+H2O     CuCO3CuO+CO2↑
从方程式可以看出一个氢氧化铜分解会生成一个水，一个碳酸铜分解会产生一个二氧化碳，而AB段的氢氧化铜减少了3.6克水，减少了0.2个的水，需要0.2个氢氧化铜，CD段的碳酸铜分解减少了4.4克二氧化碳，相当于减少了0.1个二氧化碳，需要0.1个碳酸铜，所以a：b=2：1，故答案为：a：b=2：1
故答案为：（一）①Na2CO3+CuSO4=CuCO3↓+Na2SO4；
②：碱性
（三）（2）：取最后洗涤液少量，滴加适量的稀盐酸，无气泡产生；
（3）：二
（4）一
（5）A、C、B
（6）Cu（OH）2CuO+H2O；
CuCO3CuO+CO2↑
（7）2：1