Question

(14分)某研究性学习小组将一定浓度的Na₂ CO₃ 溶液滴入CuSO₄ 溶液中得到蓝色沉淀。甲同学认为两者反应只生成一种沉淀CuCO₃ ；乙同学认为两者相互促进水解，只生成一种沉淀Cu(OH)₂ ；丙同学认为生成CuCO₃ 和Cu(OH)₂两种沉淀。［查阅资料知：CuCO₃ 和Cu(OH)₂ 均不带结晶水］

Ⅰ.按照乙同学的理解，Na₂ CO₃ 溶液和CuSO₄ 溶液反应的化学方程式为                      。

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①过滤、②洗涤、③干燥。

Ⅱ.请用下图所示装置，选择必要的试剂，定性探究生成物的成分。

(1)各装置连接顺序为                                       。

(2)装置C中所装试剂的名称是                               。

(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，可通过下列所示装置进行定量分析来测定其组成。

(1)装置C中碱石灰的作用是                   ，实验开始和实验结束时都要通入过量的空气，其实验结束时通入空气的作用是                                                    。

(2)若沉淀样品的质量为m g，装置B的质量增加了n g，则沉淀中CuCO₃的质量分数为                  。

Answer

Ⅰ.Na2CO3+CuSO4+H2O=Cu(OH)2↓+ Na2 SO4+ CO2↑

Ⅱ.(1)A→C→B  (2)无水硫酸铜  (3)装置B中澄清石灰石变浑浊

Ⅲ（1）吸收空气中的水蒸气和CO2    将装置中滞留的水蒸气和CO2 赶出

（2）[1-49n/(9m)] ×100%

【解析】Ⅰ.碳酸钠水解显碱性，硫酸铜水解显酸性，二者相互促进的反应式为

Na2CO3+CuSO4+H2O=Cu(OH)2↓+ Na2 SO4+ CO2↑。

Ⅱ.根据碳酸铜的分解产物是CO2和氧化铜，氢氧化铜的分解产物是水和氧化铜。可分别利用无水硫酸铜检验水，澄清的石灰水检验CO2即可。由于通过溶液时会带出水蒸气，所以正确的顺序是A→C→B。

Ⅲ（1）由于要通过吸收分解产生的CO2和水蒸气，而空气中含有CO2和水蒸气等，所以C中碱石灰的作用是吸收空气中的水蒸气和CO2。为了使反应中产生的CO2全部被碱石灰吸收，可利用空气将装置中滞留的水蒸气和CO2 赶出。

(2)装置B是吸收水蒸气的，即水蒸气的质量是ng，所以氢氧化铜的质量是98n/18g。所以碳酸铜的质量就是（m－98n/18）g，因此其质量分数是[1-49n/(9m)] ×100%。