Question

某小组同学将一定浓度NaHCO₃溶液加入到CuSO₄溶液中发现生成了沉淀。甲同学认为沉淀是CuCO₃;乙同学认为沉淀是CuCO₃和Cu(OH)₂的混合物,他们设计实验测定沉淀中CuCO₃的质量分数。

(1)按照甲同学的观点,发生反应的离子方程式为                                。

(2)两同学利用下图所示装置进行测定:

①在研究沉淀物组成前,须将沉淀从溶液中分离并净化。具体操作依次为过滤、洗涤、干燥。

②装置E中碱石灰的作用是                                 。 

③实验过程中有以下操作步骤:

a.关闭K₁、K₃,打开K₂、K₄,充分反应

b.打开K₁、K₄,关闭K₂、K₃,通入过量空气

c.打开K₁、K₃,关闭K₂、K₄,通入过量空气

正确的顺序是        (填选项序号,下同)。若未进行步骤        ,将使测量结果偏低。 

④若沉淀样品质量为m g,装置D质量增加了n g,则沉淀中CuCO₃的质量分数为        。 

(3)丙同学认为还可以通过测量CO₂的体积并测量        来测定沉淀中CuCO₃的质量分数。 

Answer

(1)Cu2+ + 2HC=uCO3↓+ CO2↑+ H2O

(2)②防止空气中CO2和水蒸气进入装置D ③ cab b

④×100%

(3)样品质量(或样品充分灼烧后的质量)(其他合理答案也可)

【解析】(1)如果甲的观点正确,则生成碳酸铜的同时,必然还生成CO2和水,离子方程式为Cu2+ + 2HCCuCO3↓+CO2↑+ H2O。

(2)②由于空气中也含有水蒸气和CO2,所以E中碱石灰的作用是防止空气中的CO2和水蒸气进入装置D,干扰实验结果。

③由于装置中也含有空气,所以首先要排尽装置中的空气,然后再反应。由于反应中生成的气体会残留在装置中,因此反应结束后,再通入空气将反应生成的气体全部排出,因此正确的答案选cab。如果不进行b步骤,必使CO2的量偏小,将使测量结果偏低。

④D是吸收CO2的,所以碳酸铜的质量是×124 g,所以碳酸铜的质量分数是×100%。

(3)由CO2的体积可计算CuCO3的物质的量,还必须直接或间接测得样品的质量。