Question

某研究性学习小组将一定浓度Na₂CO₃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CuCO₃一种沉淀；

乙同学认为这两者相互促进水解反应，生成一种Cu(OH)₂沉淀；

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Na₂CO₃溶液和CuSO₄溶液反应的离子反应方程式为：     _     ；

在探究沉淀物成分前，须将沉淀从溶液中分离并净化。具体操作为 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中装有的试剂名称是                             。

（3）按你的装置连接顺序，甲的猜想是正确的，则可通过________________________现象来说明甲的猜想是正确的。

Ⅲ．若CuCO₃和Cu(OH)₂两者都有，丙同学通过装置Ⅰ进行定量分析来测定其组成。

（1）实验有关操作为：①往锥形瓶中放入适量的样品：②从分液漏斗往锥形瓶中加入过量的稀硫酸；③检验装置的气密性；④测定收集到水的体积。

正确的操作顺序为____________________。

（2）广口瓶中水的上面覆盖了一层植物油，若瓶中的液体没有装满（上方留有少量空间），实验测得CO₂的体积将___________（填偏大、偏小或不变）。

（3）若实验中测得样品的质量为wg，气体的体积为aL（标况下），则样品中CuCO₃的质量分数为___________（CuCO₃的式量为124）。

（4）丁同学认为，丙同学的实验方法，可能因气体体积测量不准，导致误差较大。建议改用图中的Ⅱ、III装置进行实验。只需进行简单而又必要的数据测定，可比较准确地确定样品中CuCO₃的质量分数，较合理的装置_______（填代号）。但是丁同学的装置仍然有缺陷，所测结果将偏高或偏低__________。理由是___________________________

Answer

Ⅰ.Cu2++CO32-+H2O=Cu(OH)2+CO2

Ⅱ．ACB    无水硫酸铜  C中固体不变蓝，B中出现浑浊

Ⅲ． 3124      不变     a/22.4×124/W    Ⅲ

偏高 锥形瓶中水蒸气残留  或者偏低   吸收空气中的水蒸气

【解析】

试题分析：

Ⅰ乙同学的认为：这两者相互促进水解反应，生成Cu（OH）2一种沉淀，即是碳酸钠和硫酸铜之间发生双水解反应，原理为：Na2CO3+CuSO4+H2O═Cu（OH）2↓+Na2SO4+CO2↑

Ⅱ．（1）利用加热装置验证生成的产物，利用A加热分解碳酸铜或氢氧化铜，利用C检验是否有水生成验证是否含有氢氧化铜；利用装置B中 石灰水变浑浊证明生成二氧化碳验证碳酸铜的存在，所以装置连接为A、C、B；

（2）无水硫酸铜可以检验水的产生和存在，放在干燥管中来检验，故答案为：无水硫酸铜；

（3）碳酸铜受热分解会产生氧化铜和二氧化碳，二氧化碳可以使澄清的石灰水变浑浊，

Ⅲ（1）应先进行装置气密性检验，然后依次加入固体药品、液体药品，最后进行气体排出水的测量，确定产生气体体积；

（2）广口瓶的液体没有装满，不会影响测定的结果

（3）产生的气体二氧化碳气体的体积为aL，n CO2=n CuCO3= a/22.4,m CuCO3= a/22.4×124

则样品中CuCO3的质量分数为a/22.4×124/W

（4）较合理的装置是Ⅲ，因为用碱石灰吸收二氧化碳和水，无法求出CuCO3的质量。P2O5只吸收水蒸气。先求Cu(OH)2，再求得CuCO3的质量。

此题的答案是开放性的，只要合理就行；偏高 锥形瓶中水蒸气残留  或者偏低  盛有P2O5的干燥管吸收空气中的水蒸气，质量偏大，导致Cu(OH)2质量偏大，测得的CuCO3的质量分数偏低。

考点：实验装置的综合分析、利用。