将过量的Na2CO3溶液滴入到一定量CuSO4溶液中得到蓝色固体。某研究性学习小组对固体沉淀的成分进行了如下探究。请完成下列各题:
(一)猜想与假设:
猜想一:固体为CuCO3,理由: (用化学反应方程式表示)。
猜想二:固体为Cu(OH)2,理由:Na2CO3溶液呈碱性。
猜想三:固体为Cu(OH)2和CuCO3的混合物。
(二)资料查阅:
①结晶水合物受热后易失去结晶水,如CuSO4•5H2OCuSO4 + 5H2O↑;
②Cu(OH)2、CuCO3受热易分解,各生成对应的两种氧化物。
③无水氯化钙可做吸水剂;碱石灰的主要成分为氢氧化钠固体和氧化钙
(三)设计与实验:
Ⅰ.固体的获取: 将反应后的固、液混合物经过滤、洗涤、室温晾干得蓝色固体。
Ⅱ.定性探究固体的成分:
用下图所示方案,进行实验,并得到下列现象:
(1)上图中无色气体为 ,所以猜想二不成立。
(2)向蓝色溶液中加入足量的铁屑,实验现象为 。
发生反应的方程式为 、 。
Ⅲ.定量测定固体的组成:
设固体为aCu(OH)2•bCuCO3•cH2O,为测定其组成,称取24.0 g蓝色固体。继续进行实验:
图中注射器处为两个单向阀:推注射器时x关闭,y处打开;拉注射器时,x打开进空气,y关闭。
实验步骤:①组装好装置,检查气密性;②反复推拉注射器;③称量B、C、D、E、F的质量;④关闭弹簧夹,加热B处玻璃管直到反应不再进行;⑤打开弹簧夹,再次反复缓缓推拉注射器;⑥再次称量B、C、D、E、F的质量。
问题探究:
(3)进行步骤⑤的操作中,注射器活塞要缓缓推动的主要目的是 。
数据处理:
(4)某兴趣小组利用上述方法,测得以下数据:(假定每步反应都完全)
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B
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C
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D
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E
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F
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反应前
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124.0g
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250.0g
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300.0g
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350.0g
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360.0g
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反应后
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116.0g
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253.6g
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304.3g
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350.1g
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360.0g
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E装置质量增加的原因是 ;求该固体的化学式中 a:b:c= 。