Question

將過(guò)量的Na₂CO₃溶液滴入到一定量CuSO₄溶液中得到藍(lán)色固體．某研究性學(xué)習(xí)小組對(duì)藍(lán)色固體的成分進(jìn)行了如下探究．請(qǐng)完成下列各題：
（一）猜想與假設(shè)：
猜想一：固體為CuCO₃，理由：Na₂CO₃+CuSO₄=CuCO₃↓+Na₂SO₄
猜想二：固體為Cu（OH）₂，理由：Na₂CO₃溶液呈

堿

（填“酸”或“堿”或“中”）性．
猜想三：固體為Cu（OH）₂和CuCO₃的混合物．
（二）資料查閱：
①Cu（OH）₂和CuCO₃均不溶于水，其晶體均不帶結(jié)晶水；
②Cu（OH）₂、CuCO₃受熱均易分解，各生成對(duì)應(yīng)的兩種氧化物．
③無(wú)水CuSO₄為白色，它遇水變藍(lán)色生成CuSO₄?5H₂O
（三）設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)：
Ⅰ．固體的獲�。�
（1）將反應(yīng)后的固、液混合物經(jīng)

過(guò)濾

、洗滌、低溫烘干得藍(lán)色固體．
（2）判斷固體已洗凈的方法及現(xiàn)象

取最后洗滌液少量，滴加適量的稀鹽酸，無(wú)氣泡產(chǎn)生

．
Ⅱ．用圖1所示裝置，定性探究固體的成分．

（3）若用裝置A、B組合進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，B中無(wú)現(xiàn)象，則猜想

二

正確；
（4）小組同學(xué)將裝置按 A、

C

、

B

（填“B”、“C”）的順序組合進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證出猜想三是正確的，實(shí)驗(yàn)中：B中的現(xiàn)象為

澄清石灰水變渾濁

，C中白色固體變藍(lán)色．
結(jié)論：固體為Cu（OH）₂和CuCO₃的混合物．
Ⅲ．固體成分定量測(cè)定：
已知Cu（OH）₂的分解溫度為66℃∽68℃，CuCO₃的分解溫度為200℃∽220℃．設(shè)固體的組成為aCu（OH）₂?bCuCO₃．小組同學(xué)用熱
分析儀對(duì)固體進(jìn)行熱分解，獲得相關(guān)數(shù)據(jù)，繪成固體質(zhì)量變化與分解溫度的關(guān)系如圖，請(qǐng)根據(jù)圖2示回答下列問(wèn)題：
（5）寫(xiě)出A B、CD段發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式：AB段：

Cu（OH）₂

△   .

CuO+H₂O

；CD段：

CuCO₃

△   .

CuO+CO₂↑

；
（6）通過(guò)計(jì)算可得：a：b=

2：1

．
（7）若將24.0g剩余固體繼續(xù)加熱到更高的溫度，發(fā)現(xiàn)固體質(zhì)量減少了2.4g后質(zhì)量不再改變，寫(xiě)出此過(guò)程中可能發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式：

4CuO

△   .

2Cu₂O+O₂↑

．

Answer 1

分析：（一）猜想與假設(shè)：根據(jù)碳酸鈉在水中水解的產(chǎn)物進(jìn)行分析．
（三）設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)：
（1）根據(jù)過(guò)濾能除去不溶性雜質(zhì)進(jìn)行解答；
（2）根據(jù)碳酸鈉會(huì)與鹽酸反應(yīng)生成二氧化碳進(jìn)行分析；
（3）根據(jù)氫氧化鈣會(huì)與二氧化碳反應(yīng)生成碳酸鈣沉淀進(jìn)行分析；
（4）根據(jù)無(wú)水硫酸銅遇水變藍(lán)進(jìn)行分析；
（5）根據(jù)檢驗(yàn)水要放在檢驗(yàn)二氧化碳的前面進(jìn)行分析；
（6）根據(jù)氫氧化銅和碳酸銅的分解溫度進(jìn)行分析；根據(jù)氫氧化銅和碳酸銅分解的化學(xué)方程式進(jìn)行分析．
（7）剩余固體加熱到更高溫度固體的質(zhì)量又會(huì)減少，根據(jù)氧化銅中所含的兩種元素可猜想可能是氧化銅中的氧元素轉(zhuǎn)化為氧氣，根據(jù)計(jì)算會(huì)發(fā)現(xiàn)氧化銅中氧元素的質(zhì)量大于固體減少的質(zhì)量，那么就可能是氧化銅中的部分氧元素轉(zhuǎn)化為氧氣．

解答：解：（一）猜想與假設(shè)：碳酸鈉是強(qiáng)堿弱酸鹽，在水中水解后會(huì)生成氫氧根離子；故答案為：堿；
（三）設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)：
（1）過(guò)濾能除去不溶性雜質(zhì)，將反應(yīng)后的固、液混合物經(jīng)過(guò)濾、洗滌、低溫烘干得藍(lán)色固體；故答案為：過(guò)濾；
（2）固體上殘留的碳酸鈉會(huì)與鹽酸反應(yīng)生成二氧化碳?xì)怏w；故答案為：取最后洗滌液少量，滴加適量的稀鹽酸，無(wú)氣泡產(chǎn)生；
（3）B中無(wú)現(xiàn)象，說(shuō)明沒(méi)有生成二氧化碳，也就說(shuō)明固體中沒(méi)有碳酸銅，故答案為：二；
（4）檢驗(yàn)水要放在檢驗(yàn)二氧化碳的前面，否則通過(guò)石灰水時(shí)攜帶的水蒸氣會(huì)對(duì)檢驗(yàn)水產(chǎn)生干擾，實(shí)驗(yàn)中：B中的現(xiàn)象為澄清石灰水變渾濁，C中白色固體變藍(lán)色；故答案為：C；B；澄清石灰水變渾濁；
（5）AB段的溫度大于60℃但是沒(méi)有超過(guò)200℃，從圖象中看出也不超過(guò)100℃，符合氫氧化鐵的分解溫度，故答案為：Cu（OH）₂

△   .

CuO+H₂O；
CD段的溫度超過(guò)了200℃，符合碳酸銅的分解溫度，故答案為：CuCO₃

△   .

CuO+CO₂↑；
（6）AB段是氫氧化銅在分解，固體質(zhì)量減少3.6克，CD段是碳酸銅在分解，固體質(zhì)量減少4.4克，
    Cu（OH）₂

△   .

CuO+H₂O     CuCO₃

△   .

CuO+CO₂↑
從方程式可以看出一個(gè)氫氧化銅分解會(huì)生成一個(gè)水，一個(gè)碳酸銅分解會(huì)產(chǎn)生一個(gè)二氧化碳，而AB段的氫氧化銅減少了3.6克水，減少了0.2個(gè)水，需要0.2克氫氧化銅，CD段的碳酸銅分解減少了4.4克二氧化碳，相當(dāng)于減少了0.1個(gè)二氧化碳，需要0.1個(gè)碳酸銅，所以a：b=2：1；故答案為：a：b=2：1；
（7）氧化銅加熱后質(zhì)量又會(huì)減少，應(yīng)該是氧化銅中的氧元素轉(zhuǎn)化為氧氣，24g氧化銅的氧元素的質(zhì)量=24g×

16

80

=4.8g，大于2.4g，說(shuō)明是氧化銅中的部分氧元素轉(zhuǎn)化為氧氣．
故答案為：4CuO

△   .

2Cu₂O+O₂↑．

點(diǎn)評(píng)：在解此類(lèi)題時(shí)，首先要將題中的知識(shí)認(rèn)知透，然后結(jié)合學(xué)過(guò)的知識(shí)進(jìn)行解答，此類(lèi)題難度較大，要細(xì)心進(jìn)行分析解答．