Question

（15分）某实验小组的同学为了探究CuSO₄溶液与Na₂CO₃溶液的反应原理并验证产物，进行如下实验。

实验I：将CuSO₄溶液与Na₂CO₃溶液混合，一定温度下充分反应至不产生气泡为止，

过滤、冷水洗涤、低温干燥，得到蓝绿色固体。该小组同学猜想此固体为xCuCO₃·yCu(OH)₂。

（1）为了验证猜想，先进行定性实验。

（2）为进一步确定蓝绿色固体的组成，使用如下装置再进行定量实验。

实验Ⅲ：称取5.190g样品，充分加热至不再产生气体为止，并使分解产生的气体全部进入装置C和D中。

①装置C中盛放的试剂是________________，装置E的作用是____________________，反应结束时要通入适量的空气，其作用是____________________________________。

②实验结束后，测得装置C增重0.270g，装置D增重1.320g。则该蓝绿色固体的化学式为____________。

（3）若x=y=1，写出CuSO₄溶液与Na₂CO₃溶液混合时反应的化学方程式______________。

（4）已知20℃时溶解度数据：S[Ca(OH)₂] = 0.16 g，S[Ba(OH)₂] = 3.89 g。有同学据此提出可将装置D中的澄清石灰水换成等体积的饱和Ba(OH)₂溶液，其可能的依据之一是_________________________。

（5）有同学为了降低实验误差，提出如下建议，其中合理的是______（填字母序号）。

A．加热装置B前，先通空气一段时间后再称量C、D的初始质量

B．将D换为盛有碱石灰的U形管

C．将C、D颠倒并省去E装置

Answer

（1）产生无色气体

（2）①无水氯化钙 防止空气中的二氧化碳、水蒸气进入装置D中 使分解产生的气体全部进入装置C、D中 ②2CuCO3·Cu(OH)2

（3）2CuSO4+2Na2CO3+H2O=CuCO3·Cu(OH)2↓+2Na2SO4+CO2↑;

（4）Ba(OH)2的溶解度大于Ca(OH)2，相同体积的饱和Ba(OH)2溶液吸收二氧化碳的量更多；

（5）AB

【解析】

试题分析：（1）蓝绿色固体中若含有碳酸根离子，则加入稀硫酸后，会产生无色气体；

（2）①装置C中盛放固体，其作用应是吸收生成的水蒸气，不能选择碱石灰，因为碱石灰会吸收二氧化碳气体，所以应选择无水氯化钙作干燥剂；装置E的作用是防止空气中的二氧化碳、水蒸气进入装置D中，以免给实验带来干扰；反应结束后还应通入空气的目的是使反应产生的气体全部进入装置C、D中，减小误差；

②实验结束后，测得装置C增重0.270g，装置D增重1.320g，说明生成水的物质的量是0.270g/18g/mol=0.015mol，生成二氧化碳的物质的量是1.320g/44g/mol=0.03mol，说明CuCO3·与Cu(OH)2的物质的量之比是0.03：.015=2::1，所以蓝绿色固体的化学式为2CuCO3·Cu(OH)2；

（3）若x=y=1，则 CuSO4溶液与Na2CO3溶液混合反应生成CuCO3·Cu(OH)2，化学方程式是2CuSO4+2Na2CO3+H2O=CuCO3·Cu(OH)2↓+2Na2SO4+CO2↑；

（4）根据所给数据可知，氢氧化钡的溶解度大于氢氧化钙的溶解度，则D中饱和溶液的氢氧根离子的浓度更大，更易吸收二氧化碳气体；

（5）A、加热装置B前，先通空气一段时间后，除去空气中的二氧化碳和水蒸气，再称量C、D的初始质量，可以减小误差，正确；B、将D换为盛有碱石灰的U形管，更有利于吸收空气中的二氧化碳和水蒸气，正确；C、将C、D颠倒并省去E装置，则会增大水蒸气的质量，造成误差，错误，答案选AB。

考点：考查对实验方案的判断与分析，物质化学式的计算