某实验小组的同学为了探究CuSO4溶液与Na2CO3溶液的反应原理并验证产物，进行如下实验．实验I：将CuSO4溶液与Na2CO3溶液混合，一定温度下充分反应至不产生气泡为止，过滤、冷水洗涤、低温

Question

某实验小组的同学为了探究CuSO₄溶液与Na₂CO₃溶液的反应原理并验证产物，进行如下实验．
实验I：将CuSO₄溶液与Na₂CO₃溶液混合，一定温度下充分反应至不产生气泡为止，
过滤、冷水洗涤、低温干燥，得到蓝绿色固体．该小组同学猜想此固体为xCuCO₃•yCu（OH）₂．
（1）为了验证猜想，先进行定性实验．

实验序号	实验步骤	实验现象	结论
实验Ⅱ	取适量蓝绿色固体，加入足量稀硫酸	固体溶解，生成蓝色溶液， ___	蓝绿色固体中含有CO32-

（2）为进一步确定蓝绿色固体的组成，使用如下装置再进行定量实验．

实验Ⅲ：称取5.190g样品，充分加热至不再产生气体为止，并使分解产生的气体全部进入装置C和D中．
①装置C中盛放的试剂是___，装置E的作用是___，反应结束时要通入适量的空气，其作用是___．
②实验结束后，测得装置C增重0.270g，装置D增重1.320g．则该蓝绿色固体的化学式为___．
（3）若x=y=1，写出CuSO₄溶液与Na₂CO₃溶液混合时反应的化学方程式___．
（4）已知20℃时溶解度数据：S[Ca（OH）₂]=0.16g，S[Ba（OH）₂]=3.89g．有同学据此提出可将装置D中的澄清石灰水换成等体积的饱和Ba（OH）2溶液，其可能的依据之一是___．
（5）有同学为了降低实验误差，提出如下建议，其中合理的是（填字母序号）．
A．加热装置B前，先通空气一段时间后再称量C、D的初始质量
B．将D换为盛有碱石灰的U形管
C．将C、D颠倒并省去E装置．

Answer 1

（1）将CuSO₄溶液与Na₂CO₃溶液混合，一定温度下充分反应至不产生气泡为止，过滤、冷水洗涤、低温干燥，得到蓝绿色固体，猜想此固体为xCuCO₃•yCu（OH）₂，实验过程中加入足量稀硫酸生成蓝色溶液，无色气体生成证明蓝绿色固体中含有碳酸根离子；
故答案为：产生无色气体；
（2）①空气通过装置A吸收空气中的二氧化碳和水蒸气，通入一段时间排净装置中的空气，加热B装置使
蓝绿色固体受热分解，通过装置C吸收生成的水蒸气，可以用中性干燥剂氯化钙，通过装置D吸收生成的二氧化碳气体，利用装置E中的碱石灰吸收空气中的二氧化碳和水蒸气，避免二氧化碳、水蒸气进入装置D影响测定结果，用装置A通入空气般装置中生成的水蒸气和二氧化碳全部充入装置CD中完全吸收，称量装置CD质量变化得到生成的水蒸气和二氧化碳的质量；
故答案为：无水氯化钙，防止空气中的二氧化碳和水蒸气进入装置D影响测定结果，使分解产生的水蒸气、二氧化碳气体全部进入装置C、D中吸收；
②称取5.190g样品，充分加热至不再产生气体为止，并使分解产生的气体全部进入装置C和D中，实验结束后，测得装置C增重0.270g，增重为水的质量，物质的量=(0.27g)/(18g/mol)=0.015mol，装置D增重1.320g为二氧化碳的质量，物质的量=(1.320g)/(44g/mol)=0.03mol，依据元素守恒和化学式xCuCO₃•yCu（OH）₂，得到x：y=0.03：0.015，x：y=2：1，该蓝绿色固体的化学式为：2CuCO₃•Cu（OH）₂ ；
故答案为：2CuCO₃•Cu（OH）₂ ；
（3）若x=y=1，CuSO₄溶液与Na₂CO₃溶液混合时生成的物质化学式为CuCO₃•Cu（OH）₂，结合原子守恒分析书写化学方程式为：2CuSO₄+2Na₂CO₃+H₂O=CuCO₃•Cu（OH）₂↓+CO₂↑+Na₂SO₄；
故答案为：2CuSO₄+2Na₂CO₃+H₂O=CuCO₃•Cu（OH）₂↓+CO₂↑+Na₂SO₄；
（4）已知20℃时溶解度数据：S[Ca（OH）₂]=0.16g，S[Ba（OH）₂]=3.89g，氢氧化钡、氢氧化钙化学式中的阴阳离子比相同，可以利用溶度积常数大小比较二者溶解度，将装置D中的澄清石灰水换成等体积的饱和Ba（OH）2溶液，其可能的依据之一是氢氧化钡溶解度大于氢氧化钙，溶液中氢氧化钡溶质多吸收二氧化碳会增多；
故答案为：Ba（OH）₂溶解度大于Ca（OH）₂，相同体积的饱和氢氧化钡溶液吸收二氧化碳多；
（5）A、应尽可能全部赶出装置CD中空气，影响测定结果，加热装置B前，先通空气一段时间后再称量C、D的初始质量，故A正确；
B、将D换为盛有碱石灰的U形管，更有利于称量前后固体质量来测定二氧化碳的质量，测定结果更精确，故B正确；
C、CD颠倒，水吸收质量会增大，另外空气中水蒸气进入装置C也会造成测定误差，故C错误；
故选AB．