Question

某研究性學習小組將一定濃度Na₂CO₃溶液滴入CuSO₄溶液中得到藍色沉淀。
甲同學認為兩者反應只生成CuCO₃一種沉淀；
乙同學認為這兩者相互促進水解反應，生成一種Cu(OH)₂沉淀；
丙同學認為生成CuCO₃和Cu(OH)₂兩種沉淀。
（查閱資料知：CuCO₃和Cu(OH)₂均不帶結晶水）
Ⅰ.按照乙同學的理解Na₂CO₃溶液和CuSO₄溶液反應的離子反應方程式為：     _    ；
在探究沉淀物成分前，須將沉淀從溶液中分離并凈化。具體操作為 ①過濾②洗滌③干燥。
Ⅱ．請用下圖所示裝置，選擇必要的試劑，定性探究生成物的成分。

（1）各裝置連接順序為                    。
（2）裝置C中裝有的試劑名稱是                            。
（3）按你的裝置連接順序，甲的猜想是正確的，則可通過________________________現象來說明甲的猜想是正確的。
Ⅲ．若CuCO₃和Cu(OH)₂兩者都有，丙同學通過裝置Ⅰ進行定量分析來測定其組成。

（1）實驗有關操作為：①往錐形瓶中放入適量的樣品：②從分液漏斗往錐形瓶中加入過量的稀硫酸；③檢驗裝置的氣密性；④測定收集到水的體積。
正確的操作順序為____________________。
（2）廣口瓶中水的上面覆蓋了一層植物油，若瓶中的液體沒有裝滿（上方留有少量空間），實驗測得CO₂的體積將___________（填偏大、偏小或不變）。
（3）若實驗中測得樣品的質量為wg，氣體的體積為aL（標況下），則樣品中CuCO₃的質量分數為___________（CuCO₃的式量為124）。
（4）丁同學認為，丙同學的實驗方法，可能因氣體體積測量不準，導致誤差較大。建議改用圖中的Ⅱ、III裝置進行實驗。只需進行簡單而又必要的數據測定，可比較準確地確定樣品中CuCO₃的質量分數，較合理的裝置_______（填代號）。但是丁同學的裝置仍然有缺陷，所測結果將偏高或偏低__________。理由是___________________________

Answer 1

Ⅰ.Cu²⁺+CO₃^2-+H₂O=Cu(OH)₂+CO₂
Ⅱ．ACB   無水硫酸銅  C中固體不變藍，B中出現渾濁
Ⅲ． 3124     不變     a/22.4×124/W   Ⅲ
偏高 錐形瓶中水蒸氣殘留 或者偏低  吸收空氣中的水蒸氣

試題分析：
Ⅰ乙同學的認為：這兩者相互促進水解反應，生成Cu（OH）₂一種沉淀，即是碳酸鈉和硫酸銅之間發生雙水解反應，原理為：Na₂CO₃+CuSO4+H₂O═Cu（OH）₂↓+Na₂SO₄+CO₂↑
Ⅱ．（1）利用加熱裝置驗證生成的產物，利用A加熱分解碳酸銅或氫氧化銅，利用C檢驗是否有水生成驗證是否含有氫氧化銅；利用裝置B中 石灰水變渾濁證明生成二氧化碳驗證碳酸銅的存在，所以裝置連接為A、C、B；
（2）無水硫酸銅可以檢驗水的產生和存在，放在干燥管中來檢驗，故答案為：無水硫酸銅；
（3）碳酸銅受熱分解會產生氧化銅和二氧化碳，二氧化碳可以使澄清的石灰水變渾濁，
Ⅲ（1）應先進行裝置氣密性檢驗，然后依次加入固體藥品、液體藥品，最后進行氣體排出水的測量，確定產生氣體體積；
（2）廣口瓶的液體沒有裝滿，不會影響測定的結果
（3）產生的氣體二氧化碳氣體的體積為aL，n CO2="n" CuCO₃=" a/22.4,m" CuCO₃₌ a/22.4×124
則樣品中CuCO₃的質量分數為a/22.4×124/W
（4）較合理的裝置是Ⅲ，因為用堿石灰吸收二氧化碳和水，無法求出CuCO₃的質量。P₂O₅只吸收水蒸氣。先求Cu(OH)_2，再求得CuCO₃的質量。
此題的答案是開放性的，只要合理就行；偏高 錐形瓶中水蒸氣殘留 或者偏低 盛有P₂O₅的干燥管吸收空氣中的水蒸氣，質量偏大，導致Cu(OH)₂質量偏大，測得的CuCO₃的質量分數偏低。