Question

【題目】某校化學實驗課上，老師要求學生用硫酸銅溶液與氫氧化鈉溶液制備Cu(OH)2，為了縮短實驗時間，老師讓學生將反應容器放在沸水浴中進行反應，結果出現了如下兩種不同的實驗現象：

	操作	現象
實驗一	向NaOH溶液中滴加CuSO4溶液	黑色沉淀
實驗二	向CuSO4溶液中滴加NaOH溶液	藍色沉淀

（1）甲同學認為實驗一中產生的黑色沉淀是___(填化學式)，理由是___。

（2）為驗證推測結果是否正確，甲同學將黑色沉淀過濾、洗滌、干燥后稱得質量為ag，并按照如圖所示裝置進行實驗，實驗前后稱得干燥管E的質量分別為cg和dg。

為確保實驗的準確性，甲同學認為應在裝置A反應一段時間后再接上裝置E，點燃D中的酒精燈，其理由是___。乙同學認為甲同學的裝置仍有不足，應在E的末端連接一個氣囊，氣囊的作用有兩個：___。甲同學改進實驗裝置后完成實驗，若a、c、d滿足關系式：___，則證明甲同學對黑色沉淀的推測是正確的。

（3）丙同學認為實驗二中的藍色沉淀應為Cu(OH)2，丁同學立即提出反對意見，認為該藍色沉淀一定不是Cu(OH)2。為確認實驗二中藍色沉淀的成分，丁同學從實驗時藥品的加入順序考慮，可能是反應物的用量不同導致產物的不同，并上網查閱資料知，當NaOH溶液少量時會生成堿式硫酸銅[Cu2(OH)2SO4]，反應的離子方程式為___。

（4）進一步查閱資料可知堿式硫酸銅為藍色物質，難溶于水、可溶于酸。請你設計實驗，驗證實驗二中生成的藍色沉淀含有SO42-：___。

Answer 1

【答案】CuO 生成的Cu(OH)2沉淀受熱分解成黑色的CuO 裝置中存在二氧化碳和水蒸氣，也會被堿石灰吸收，對實驗產生影響 防止空氣中的二氧化碳和水蒸氣進入裝置E(或排盡裝置內空氣，防止其對實驗產生影響)，收集多余的H2 9a=40(d-c) 2Cu2++2OH-+SO42-=Cu2(OH)2SO4↓ 將藍色沉淀過濾、洗滌后溶于過量稀鹽酸(或稀硝酸)中，待沉淀溶解后加入氯化鋇溶液，若產生白色沉淀，則含有SO42-

【解析】

（1）CuO為黑色；

（2）由圖可知，A中制備氫氣，B中NaOH除去HCl，C中濃硫酸干燥氫氣，D中氫氣還原CuO，且氫氣不純加熱易爆炸，E中堿石灰可吸收水，且空氣中的水、二氧化碳可進入E中；（3）NaOH溶液少量時會生成堿式硫酸銅[Cu2（OH）2SO4]，以此書寫離子反應；

（4）驗證實驗二中生成的藍色沉淀含有SO42-，可溶于鹽酸后，滴加氯化鋇觀察是否生成白色沉淀。

分析元素，生成的沉淀能受熱分解成黑色的CuO，黑色沉淀可能為氧化銅，

應在裝置A反應一段時間后再接上裝置D的原因是裝置中存在的二氧化碳和水蒸氣也會被堿石灰吸收，乙同學認為甲同學的裝置仍有不足，應在裝置E的末端連接一個氣囊，防止空氣中的水蒸氣和二氧化碳進入裝置E或排盡裝置內空氣，防止其對實驗產生影響，氧原子守恒，所以，可證明黑色沉淀是氧化銅；

當NaOH溶液少量時會生成堿式硫酸銅，反應的離子方程式為；

堿式硫酸銅為藍色物質，難溶于水、可溶于酸，要檢驗，首先要把堿式硫酸銅溶于硝酸或鹽酸中，得到含溶液，再加入氯化鋇溶液，產生不溶于酸的白色沉淀。