Question

某研究性小組在實驗室用如圖實驗裝置做木炭還原氧化銅的實驗．
實驗中觀察到試管a內(nèi)發(fā)生的現(xiàn)象是

出現(xiàn)紅色固體

，試管b內(nèi)澄清石灰水變渾濁，試管a內(nèi)發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)方程式為

2CuO+C

高溫  .

2Cu+CO₂↑

．
實驗在高溫條件下充分反應(yīng)．興趣小組對實驗后試管a內(nèi)的固體成分發(fā)生了興趣，激發(fā)了探究熱情．
【提出問題】：“反應(yīng)后試管a內(nèi)的固體物質(zhì)是什么？
【進行猜想】：小靜同學(xué)認為該固體全部是銅；
小華同學(xué)認為該固體是銅與氧化銅兩種物質(zhì)的混合物；
小東同學(xué)認為該固體是銅與

木炭

兩種物質(zhì)的混合物；
小明同學(xué)則認為該固體可能是銅、木炭和氧化銅三種物質(zhì)的混合物．
小華認為小明的猜想明顯不成立，原因是

充分反應(yīng)后，氧化銅和木炭中只剩下一種

．
【實驗探究】：

實驗方案	實驗操作	實驗現(xiàn)象	實驗結(jié)論
方案Ⅰ	取少量固體物質(zhì)于試管中，加足量稀硫酸充分振蕩	溶液變成藍色	固體中 氧化銅
方案Ⅱ	玻璃管中是反應(yīng)后固體，通入足量空氣	澄清石灰水 不變渾濁	固體中不含木炭

【反思評價】：

小華

同學(xué)的結(jié)論是正確的
【定量探究】：求反應(yīng)后試管a內(nèi)的固體物質(zhì)中銅的質(zhì)量
取木炭與氧化銅的混合物19.2g在高溫條件下充分反應(yīng)，冷卻后稱量所得固體為14.8g，產(chǎn)生氣體使澄清石灰水渾濁，過濾得沉淀質(zhì)量為10g．
【解題過程】：
【查閱資料】：銅的另一種氧化物氧化亞銅（Cu₂O）是紅色固體，常溫下可與稀硫酸發(fā)生反應(yīng)：Cu₂O+H₂SO₄═CuSO₄+Cu+H₂O
【實驗探究】：
檢驗銅樣品中是否含有Cu₂O的實驗方案是

取少量銅樣品于試管中，加入稀硫酸后充分振蕩，若發(fā)現(xiàn)溶液變成藍色，則含有Cu₂O，若沒發(fā)現(xiàn)溶液變成藍色，則不含Cu₂O

．

Answer 1

分析：根據(jù)碳與氧化銅的反應(yīng)分析實驗的現(xiàn)象，根據(jù)二氧化碳與氫氧化鈣的反應(yīng)寫出反應(yīng)的方程式；
【進行猜想】：根據(jù)木炭和氧化銅的量分析剩余的固體；根據(jù)高溫條件下充分反應(yīng)，分析小明的猜想明顯不成立的原因；
【實驗探究】：根據(jù)氧化銅能夠與硫酸反應(yīng)生成硫酸銅，溶液顯藍色分析；根據(jù)碳能與氧化銅反應(yīng)生成二氧化碳，二氧化碳能使澄清的石灰水變渾濁分析；
【定量探究】：根據(jù)碳與氧化銅的反應(yīng)，由碳酸鈣的質(zhì)量求出銅的質(zhì)量；
【實驗探究】：根據(jù)氧化亞銅與稀硫酸的反應(yīng)設(shè)計實驗進行探究．

解答：解：在高溫條件下，木炭將黑色氧化銅還原成銅，同時生成了二氧化碳．銅是紅色的，所以，實驗的現(xiàn)象是：出現(xiàn)紅色固體．試管a內(nèi)發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)方程式為：2CuO+C

高溫  .

2Cu+CO₂↑；
【進行猜想】：由于木炭和氧化銅的量不確定，所以，試管a內(nèi)的固體物質(zhì)可能是：全部是銅或銅與氧化銅兩種物質(zhì)的混合物或銅與木炭兩種物質(zhì)的混合物．由于反應(yīng)是充分反應(yīng)，氧化銅和木炭中只剩下一種，所以，小明的猜想明顯不成立；
【實驗探究】：由于氧化銅能夠與硫酸反應(yīng)生成硫酸銅，溶液顯藍色；碳能與氧化銅反應(yīng)生成二氧化碳，二氧化碳能使澄清的石灰水變渾濁；所以實驗方案是：

實驗方案	實驗操作	實驗現(xiàn)象	實驗結(jié)論
方案Ⅰ	取少量固體物質(zhì)于試管中，加足量稀硫酸充分振蕩	溶液變成藍色	固體中有氧化銅
方案Ⅱ	玻璃管中是反應(yīng)后固體，通入足量空氣	澄清石灰水不變渾濁	固體中不含木炭

通過上述實驗可知，剩余固體中含有銅和氧化銅，小華同學(xué)的猜想是正確的；
【定量探究】：設(shè)銅的質(zhì)量x
由 2CuO+C

高溫  .

2Cu+CO₂↑CO₂+Ca（OH）₂═CaCO₃↓+H₂O
得 2CuO～2Cu～CO₂～CaCO₃
         128        100
          x         10g

128

100

=

x

10g

   解得：x=12.8g  
【實驗探究】：
由于氧化亞銅（Cu₂O）是紅色固體，常溫下可與稀硫酸發(fā)生反應(yīng)：Cu₂O+H₂SO₄═CuSO₄+Cu+H₂O．所以，檢驗銅樣品中是否含有Cu₂O的實驗方案是：取少量銅樣品于試管中，加入稀硫酸后充分振蕩，若發(fā)現(xiàn)溶液變成藍色，則含有Cu₂O，若沒發(fā)現(xiàn)溶液變成藍色，則不含Cu₂O．
故答為：出現(xiàn)紅色固體；2CuO+C

高溫  .

2Cu+CO₂↑；
【進行猜想】：木炭，充分反應(yīng)后，氧化銅和木炭中只剩下一種；
【實驗探究】：見上表；
【定量探究】：見上邊；
【實驗探究】：取少量銅樣品于試管中，加入稀硫酸后充分振蕩，若發(fā)現(xiàn)溶液變成藍色，則含有Cu₂O，若沒發(fā)現(xiàn)溶液變成藍色，則不含Cu₂O．

點評：該題探究的是木炭與氧化銅的反應(yīng)，主要考查了氧化銅與木炭的化學(xué)性質(zhì)、實驗方案的設(shè)計以及根據(jù)題中信息進行分析解決問題的能力．只有綜合掌握了有關(guān)的知識，才能較好地完成本題．