Question

（12分）某兴趣小组的同学发现，将CuSO₄溶液与Na₂CO₃溶液混合会产生蓝绿色沉淀。他们对沉淀的组成很感兴趣，决定采用实验的方法进行探究。

【提出猜想】

猜想1：所得沉淀为        ；

猜想2：所得沉淀为        ；

猜想3：所得沉淀为碱式碳酸铜[化学式可表示为mCu (OH)₂·nCuCO₃]。

查阅资料获知，无论是哪一种沉淀受热均易分解（假设均不含结晶水）。

【实验探究】

步骤1：将所得悬浊液过滤，先用蒸馏水洗涤，再用无水乙醇洗涤，风干。

步骤2：取一定量所得固体，用如下装置（夹持仪器未画出）进行定性实验。

能证明猜想1成立的实验现象是        。

【问题讨论】

（1）检查上述虚线框内装置气密性的实验操作是：关闭K，          。

（2）若在上述装置B中盛放无水CaCl₂，C中盛放Ba(OH)₂溶液，还可测定所得沉淀的组成。

①C中盛放Ba(OH)₂溶液，而不使用澄清石灰水的原因是        。

②若所取蓝绿色固体质量为27.1 g，实验结束后，装置B的质量增加2.7 g，C中产生沉淀的质量为19.7 g。则该蓝绿色固体的化学式为        。

Answer

Cu(OH)2 CuCO3

B中白色固体变蓝，C中无明显现象（若猜想1所得沉淀为CuCO3，则实验现象为B中无明显现象，C中产生白色沉淀）。

（1）用酒精灯微热硬质玻璃管，若C中有气泡逸出，撤去酒精灯冷却一段时间后，C中导管内形成水柱，则证明装置的气密性良好。

（2）①Ba(OH)2溶解度大于Ca(OH)2，充分吸收CO2；BaCO3的摩尔质量大于CaCO3，测量误差小。

②Cu5(OH)6(CO3)2［或2CuCO3·3Cu(OH)2］。

【解析】

试题分析：将CuSO4溶液与Na2CO3溶液混合会产生蓝绿色沉淀，可能是发生盐的水解反应形成Cu(OH)2沉淀，也可能是发生复分解反应形成CuCO3沉淀；还可能是在物质中二者都含有得到是是碱式盐碱式碳酸铜[化学式可表示为mCu (OH)2·nCuCO3]；若猜想1成立，Cu(OH)2加热分解产生CuO和水，在B中白色CuSO4结合水形成蓝色CuSO4∙5H2O而变为蓝色；C中澄清的石灰水不变浑浊；若猜想1所得沉淀为CuCO3，则CuCO3受热分解产生CuO和 CO2，实验现象为B中无明显现象，C中澄清石灰水变浑浊产生白色沉淀。（1）检查上述虚线框内装置气密性的实验操作是：关闭K，用酒精灯微热硬质玻璃管，若C中有气泡逸出，撤去酒精灯冷却一段时间后，C中导管内形成一段稳定的水柱，则证明装置的气密性良好。（2）若在上述装置B中盛放无水CaCl2，C中盛放Ba(OH)2溶液，还可测定所得沉淀的组成。①C中盛放Ba(OH)2溶液，而不使用澄清石灰水的原因是Ba(OH)2溶解度大于Ca(OH)2，可以充分吸收CO2；BaCO3的摩尔质量大于CaCO3，使测量误差小，结果会更准确。②若所取蓝绿色固体质量为27.1 g，实验结束后，装置B的质量增加2.7 g，n(H2O)= 2.7 g ÷18g/mol=0.15mol，n(CO2)= 19.7 g ÷197g/mol=0.10mol，则n(CuCO3)= 0.10mol，n(Cu(OH)2)= 0.15mol，n(CuCO3)：n(Cu(OH)2)=2:3,该蓝绿色固体的化学式为2CuCO3·3Cu(OH)2,或写为Cu5(OH)6(CO3)2。

考点：考查化学实验方案的设计与评价、反应现象的描述、物质成分的确定的知识。