某兴趣小组的同学发现,将CuSO4溶液与K2CO3溶液混合会产生蓝绿*沉淀.他们对沉淀的组成很感兴趣,决定采用...
问题详情:
某兴趣小组的同学发现,将CuSO4溶液与K2CO3溶液混合会产生蓝绿*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.
(1)【提出假设】假设1:所得沉淀为 Cu(OH)2;
假设2:所得沉淀为_________;(填化学式)
假设3:所得沉淀为碱式碳*铜[化学式可表示为 m Cu(OH)2•nCuCO3].
【查阅资料】无论是哪一种沉淀受热均易分解(假设均不含结晶水).
【定*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:*同学取一定量固体,用气密*良好的如装置如图(夹持仪器未画)进行定*实验;
(2)若反应后 A 中蓝绿*固体变黑, C 中无明显现象,*假设________成立.
(3)乙同学认为只要将上图中 B 装置的试剂改用下列某试剂后,便可验*上述所有假设,该试剂是_____(填代号).
A.浓硫* B.无水 CuSO4 C.碱石灰 D. P2O5
(4)乙同学验*假设 3 成立的实验现象是________________.
【定量探究】
(5)乙同学进一步探究假设 3 中固体的组成:
①乙同学查得一些物质在常温时的数据(如下表)后,将 C 中的澄清石灰水改为 Ba(OH)2溶液,其原因是________(填代号).
溶解度(S)/p | 溶度积(Ksp) | 摩尔质量(M) /g•mol﹣1 | |||
Ca(OH)2 | Ba(OH)2 | CaCO3 | BaCO3 | CaCO3 | BaCO3 |
0.16 | 3.89 | 2.9×10﹣9 | 2.6×10﹣9 | 100 | 197 |
A. Ba(OH)2 溶解度大于Ca(OH)2,能充分吸收 CO2
B.Ba(OH)2为强碱,Ca(OH)2为弱碱
C.吸收等量 CO2 生成的 BaCO3 的质量大于 CaCO3,测量误差小
D.相同条件下, CaCO3 的溶解度明显大于 BaCO3
②若所取蓝绿*固体质量为 27.1g,实验结束后,装置 B 的质量增加 2.7g,C 中产生沉淀的质量为 19.7g.则该蓝绿*固体的化学式为________; A 中发生反应的化学方程式为_______________.
【回答】
【*】 (1). CuCO3 (2). 1 (3). B (4). A 中蓝绿*固体变黑*, B 中无水 CuSO4固体变蓝, C 中有白*沉淀产生 (5). AC (6). 2CuCO3•3Cu(OH)2或 3Cu(OH)2•2CuCO3 或 Cu5(OH)6(CO3)2 (7). 2CuCO3•3Cu(OH) 5CuO+3H2O↑+2CO2↑
【解析】(1)CuSO4溶液与Na2CO3溶液混合产生蓝绿*沉淀,*氧化铜和碳*铜都是蓝*沉淀,可能是反应复分解反应生成了碳*铜沉淀,或双水解生成了*氧化铜沉淀,或碱式碳*铜,假设1中沉淀为Cu(OH)2 ,假设2为CuCO3;(2)加热*氧化铜生成水蒸气和黑*氧化铜,加热碳*铜分解生成二氧化碳和黑*氧化铜,二氧化碳能使澄清的石灰水变浑浊,若反应后A中蓝绿*固体变黑,C中澄清石灰水不变浑,*一定不含有碳*铜,现象的产生为*氧化铜,假设1正确。(3)加热*氧化铜生成水蒸气和黑*氧化铜,加热碳*铜分解生成二氧化碳和黑*氧化铜,二氧化碳能使澄清的石灰水变浑浊,所以需要验*水的存在和二氧化碳的存在就可以*产生的物质成分,装置A中加热是否变化为黑*固体,装置B选择无水硫*铜验*是否生成水,澄清石灰水是否变浑浊*是否生成二氧化碳,故选B即可。(4)假设3:所得沉淀为碱式碳*铜[化学式可表示为 m Cu(OH)2•nCuCO3],*氧化铜、碳*铜分解,装置A中加热都会变化为黑*固体,装置B选择无水硫*铜,根据是否变蓝*验*是否生成水,根据装置C中澄清石灰水是否变浑浊*是否生成二氧化碳,所以*假设是否正确的现象为:A中蓝绿*固体变黑*说明*氧化铜、碳*铜分解,B中无水CuSO4固体变蓝说明存在Cu(OH)2 ,C中有白*沉淀产生说明存在CuCO3,即能验*假设3成立,即A 中蓝绿*固体变黑*, B 中无水 CuSO4 固体变蓝, C 中有白*沉淀产生。(5)① A、Ba(OH)2 溶解度大于Ca(OH)2,能充分吸收 CO2,故A正确;B、*氧化钙也为强碱,故B错误;C、BaCO3的摩尔质量大于CaCO3,测量误差小,故C正确;D、CaCO3的溶解度和BaCO3溶解度相差不大,故D错误。故选AC。②B中吸收水的物质的量n=2.7g/18g·mol-1=0.15mol,C中吸收二氧化碳生成碳*钡白*沉淀,根据碳原子守恒二氧化碳的物质的量=19.7g/197g·mol-1=0.1mol,氧化铜的物质的量=(27.1g-2.7g-0.1mol×44g·mol-1)/80g·mol-1=0.25mol,则铜离子、*氧根离子和碳*根离子的物质的量之比=0.25mol:0.3mol:0.1mol=5:6:2,所以其化学式为:2CuCO3•3Cu(OH)2或 3Cu(OH)2•2CuCO3 或 Cu5(OH)6(CO3)2 ,2CuCO3•3Cu(OH)2受热分解生成CuO、二氧化碳和水,其反应的方程为:2CuCO3•3Cu(OH) 5CuO+3H2O↑+2CO2↑ 。
知识点:物质的分离 提纯和检验
题型:实验,探究题
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