Question

某小組同學將一定濃度NaHCO₃溶液加入到CuSO₄溶液中發現生成了沉淀。甲同學認為沉淀是CuCO₃；乙同學認為沉淀是CuCO₃和Cu(OH)₂的混合物，他們設計實驗測定沉淀中CuCO₃的質量分數。
（1）按照甲同學的觀點，發生反應的離子方程式為                    
（2）兩同學利用下圖所示裝置進行測定

①在研究沉淀物組成前，須將沉淀從溶液中分離并凈化。具體操作依次為     、洗滌、干燥。
②裝置E中堿石灰的作用是                         。
③實驗過程中有以下操作步驟：
a．關閉K₁、K₃，打開K₂、K₄，充分反應
b．打開K₁、K₄，關閉K₂、K₃，通入過量空氣
c．打開K₁、K₃，關閉K₂、K₄，通入過量空氣
正確的順序是（填選項序號）                。
④若沉淀樣品的質量為m g，裝置D的質量增加了n g，則沉淀中CuCO₃的質量分數為        。

Answer 1

（10分）（1）Cu²⁺+2HCO₃^-＝CuCO₃↓+CO₂↑+H₂O（2分）（2）①過濾（2分）
②防止空氣中CO₂和水蒸氣進入裝置D（2分） ③cab（2分） ④×100%（2分）

解析試題分析：（1）按照甲同學的觀點，HCO₃^-電離生成H⁺和CO₃^2-，CO₃^2-與Cu²⁺反應生成CuCO₃沉淀，H⁺與HCO₃^-反應生成CO₂和H₂O，所以反應的離子方程式為Cu²⁺+2HCO₃^-＝CuCO₃↓+CO₂↑+H₂O。
（2）①將沉淀從溶液中分離并凈化，應進行過濾、洗滌和干燥等操作。
②為準確測定生成CO₂的質量，應防止空氣中CO₂和水蒸氣進入裝置，所以裝置E中堿石灰的作用是防止空氣中CO₂和水蒸氣進入裝置D。
③為減小實驗誤差，應先通入過量經NaOH處理的空氣，排盡裝置內的二氧化碳氣體，即打開K₁、K₃，關閉K₂、K₄；通入過量空氣，一段時間之后，再關閉K₁、K₃，打開K₂、K₄，充分反應，最后還要通入過量經NaOH處理的空氣，使生成的二氧化碳全部被吸收，即打開K₁、K₄，關閉K₂、K₃，所以正確的操作順序是cab。
④裝置D的質量增加了ng，應為CO₂的質量，則根據碳原子守恒可知m（CuCO₃）＝×124g/mol，所以沉淀中CuCO₃的質量分數為×100%＝×100%。
考點：考查碳酸氫納與硫酸銅溶液反應原理以及物質含量測定的實驗設計與探究等