Question

13．氧化銅（CuO）是一種黑色固體，可溶于稀硫酸中．某同學(xué)想知道是稀硫酸中的H⁺、H₂O和SO₄^2-中的哪種粒子能使氧化銅溶解．請你和他一起通過如圖所示三個(gè)實(shí)驗(yàn)來完成這次探究活動(dòng)．
（1）你們可能提出的假設(shè)是：
①可能是H₂O能使氧化銅溶解；
②可能是H⁺使CuO溶解；
③可能是SO₄^2-使CuO溶解；
（2）通過實(shí)驗(yàn)（I）可以證明假設(shè)①不成立；
（3）要證明另外兩種粒子是哪一種能溶解氧化銅，還需要進(jìn)行實(shí)驗(yàn)（Ⅱ）和（Ⅲ）：可以在（Ⅲ）中加入Na₂SO₄等溶液，通過固體不溶解的現(xiàn)象來證明不是SO₄^2-（填離子符號）溶解的氧化銅；
（4）探究的結(jié)論為稀硫酸中的H⁺使CuO溶解；
（5）氫氣還原氧化銅實(shí)驗(yàn)后，試管內(nèi)壁上往往留有一層薄薄的“銅鏡”，設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)步驟來除去“銅鏡”．請寫出實(shí)驗(yàn)原理（用化學(xué)方程式表示）將試管放在酒精燈上加熱至銅鏡變黑2Cu+O₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CuO；加入稀硫酸充分反應(yīng)：CuO+H₂SO₄=CuSO₄+H₂O．

Answer 1

分析 （1）稀硫酸中存在三種粒子，即水分子、氫離子、硫酸根離子，據(jù)此進(jìn)行分析解答；
（2）實(shí)驗(yàn)I中加入的是水，實(shí)驗(yàn)I是驗(yàn)證水能否使氧化銅溶解；
（3）實(shí)驗(yàn)I、實(shí)驗(yàn)III中的氧化銅不溶解，II中氧化銅溶解，據(jù)此進(jìn)行分析解答；
（4）根據(jù)分析得出結(jié)論；
（5）根據(jù)信息結(jié)合現(xiàn)象寫出反應(yīng)的方程式．

解答 解：（1）稀硫酸中存在水分子、氫離子、硫酸根離子，可能是稀硫酸中的水分子、氫離子或硫酸根離子中的一種使氧化銅溶解；故答案為：可能是H⁺使CuO溶解；可能是SO₄^2-使CuO溶解；
（2）實(shí)驗(yàn)I中，氧化銅不溶解，說明水分子不能使氧化銅溶解；故填：①；
（3）因?yàn)棰駥?shí)驗(yàn)證明了H₂O不能使CuO溶解的結(jié)論，實(shí)驗(yàn)Ⅱ中既有H⁺，又有SO₄^2-和H₂O，其中水分子已經(jīng)證明了不能使CuO溶解，而且知道實(shí)驗(yàn)Ⅱ中的現(xiàn)象是氧化銅溶解，但三個(gè)實(shí)驗(yàn)必須得出實(shí)驗(yàn)結(jié)果，如果實(shí)驗(yàn)三再加鹽酸，那硫酸根就沒法證明了，所以實(shí)驗(yàn)Ⅲ中應(yīng)加入的物質(zhì)應(yīng)該是含硫酸根的溶液；故填：Na₂SO₄等；固體不溶解；SO₄^2-；
（4）通過實(shí)驗(yàn)可以得知，水分子和硫酸根離子都不能使氧化銅溶解，使氧化銅溶解的是氫離子，只有含有大量氫離子的溶液才可以和氧化銅反應(yīng)，使之溶解；故填：稀硫酸中的H⁺使CuO溶解；
（5）因?yàn)殂~不活潑，所以根據(jù)所學(xué)知識可以先將銅灼燒變?yōu)檠趸�銅，再用酸溶解，洗滌即可；故反應(yīng)的方程式分別為：2Cu+O₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CuO；CuO+H₂SO₄=CuSO₄+H₂O．

點(diǎn)評 本題主要考查了酸溶液和氧化銅反應(yīng)的本質(zhì)，是溶液中的氫離子和氧化銅反應(yīng)的結(jié)果，培養(yǎng)學(xué)生分析問題、解決問題的能力．