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)固體沉淀的成分進(jìn)行了如下探究。請(qǐng)完成下列各題:
(一)猜想與假設(shè):
(1)猜想一:固體為CuCO3,理由:
CuSO4+Na2CO3=CuCO3↓+Na2SO4
CuSO4+Na2CO3=CuCO3↓+Na2SO4
(用化學(xué)反應(yīng)方程式表示)。
猜想二:固體為Cu(OH)2,理由:Na2CO3溶液呈 堿
堿
(填“酸”或“堿”)性。
猜想三:固體為Cu(OH)2和CuCO3的混合物。
(二)資料查閱:
①結(jié)晶水合物受熱后易失去結(jié)晶水,如CuSO4?5H2OCuSO4+5H2O↑;
②Cu(OH)2、CuCO3受熱易分解,各生成對(duì)應(yīng)的兩種氧化物;
③無(wú)水氯化鈣可做吸水劑;堿石灰的主要成分為氫氧化鈉固體和氧化鈣。
(三)設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn):
Ⅰ.固體的獲?。簩⒎磻?yīng)后的固、液混合物經(jīng)過(guò)濾、洗滌、室溫晾干得藍(lán)色固體;
Ⅱ.定性探究固體的成分:用如圖所示方案,進(jìn)行實(shí)驗(yàn),并得到下列現(xiàn)象:
(2)如圖中無(wú)色氣體為 二氧化碳
二氧化碳
,所以猜想二不成立。
(3)向藍(lán)色溶液中加入足量的鐵片,實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象為 鐵片表面有氣泡生成,鐵片表面有紅色物質(zhì)生成,溶液由藍(lán)色變成淺綠色
鐵片表面有氣泡生成,鐵片表面有紅色物質(zhì)生成,溶液由藍(lán)色變成淺綠色
,發(fā)生反應(yīng)的方程式為 Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑
Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑
、Fe+CuSO4=FeSO4+Cu
Fe+CuSO4=FeSO4+Cu
。
Ⅲ.定量測(cè)定固體的組成:
設(shè)固體為aCu(OH)2?bCuCO3?cH2O,為測(cè)定其組成,稱取一定量藍(lán)色固體。繼續(xù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn):
圖中注射器處為兩個(gè)單向閥:推注射器時(shí)x關(guān)閉,y處打開(kāi);拉注射器時(shí),x打開(kāi)進(jìn)空氣,y關(guān)閉。
【實(shí)驗(yàn)步驟】①組裝好裝置,檢查氣密性;②反復(fù)推拉注射器;③稱量B、C、D、E、F的質(zhì)量;④關(guān)閉彈簧夾,加熱B處玻璃管直到反應(yīng)不再進(jìn)行;⑤打開(kāi)彈簧夾,再次反復(fù)緩緩?fù)评⑸淦?;⑥再次稱量B、C、D、E、F的質(zhì)量。
【問(wèn)題探究】
(4)進(jìn)行步驟⑤的操作中,注射器活塞要緩緩?fù)苿?dòng)的主要目的是 防止氣流移動(dòng)速度過(guò)快,氣體不能被C、D裝置充分吸收
防止氣流移動(dòng)速度過(guò)快,氣體不能被C、D裝置充分吸收
。
【數(shù)據(jù)處理】
(5)某興趣小組利用上述方法,測(cè)得以下數(shù)據(jù):(假定每步反應(yīng)都完全)
|
B |
C |
D |
E |
F |
反應(yīng)前 |
124.0g |
250.0g |
300.0g |
350.0g |
360.0g |
反應(yīng)后 |
116.0g |
253.6g |
304.3g |
350.1g |
360.0g |
E裝置質(zhì)量增加的原因是
氣流帶出D中水蒸氣
氣流帶出D中水蒸氣
;該固體的化學(xué)式中a、b,c關(guān)系為
2b=a+c
2b=a+c
(用含a、b、c的等式表示)。