Question

15．特活潑金屬能否將較不活潑的金屬從它的鹽溶液中置換出來，小美、小麗同學做了金屬鈉與硫酸銅溶液反應的實驗．
【實驗一】把一塊比綠豆略大的金屬鈉，放人盛有20 毫升硫酸銅溶液的燒杯中，發(fā)現(xiàn)金屬鈉浮在液面上不停打轉，并發(fā)出嘶嘶聲，燒杯發(fā)燙，表層溶液中出現(xiàn)了藍色絮狀沉淀，絮狀物慢慢下沉漸漸增多，并沒有出現(xiàn)紫紅色的銅．正準備整理器材，她們突然發(fā)現(xiàn)藍色沉淀漸漸變黑．
【提出問題】生成的黑色固體是什么物質？
【實驗二】搭建分離裝置，經過過濾、洗滌、干燥，得到少量的黑色粉末．
【查閱資料】常見的黑色不溶于水的固體有：四氧化三鐵、二氧化錳、氧化銅、炭粉等．
小麗猜想：黑色固體可能是氧化銅，不可能是四氧化三鐵、二氧化錳、炭粉．你認為小麗作出如此判斷的依據(jù)是根據(jù)反應前后元素種類不變（或質量守恒定律）．
小美猜想：黑色固體可能是氧化銅和銅的混合物．依據(jù)是量少而又細小的銅粉雜在氧化銅之間可能看不清．
【實驗三】為了進一步證實該黑色固體中是否含有銅，她們取少量該粉末放人試管，加人一定量的稀鹽酸（稀硫酸或稀H₂SO₄或稀HCl） 溶液，略微加熱，發(fā)現(xiàn)固體全部消失，從而證實了小麗同學的猜想是正確的．那么藍色絮狀沉淀怎么變成黑色固體的呢？
【查閱資料】
Cu（OH）₂的起始分解溫度約66℃．
【實驗反思】
至此，謎底全部解開．為確保藍色沉淀不分解，實驗過程中要注意：（1）控制實驗的初始溫度；（2）放入的金屬鈉需適量；（3）硫酸銅溶液用量不能太少．

Answer 1

分析 根據(jù)不溶性固體和液體分離的一種方法是過濾，根據(jù)質量守恒定律考慮藍色沉淀變成的黑色固體；氧化銅能與酸反應，銅與酸不反應，所以加入酸溶液來判斷是否含有銅即可，硫酸銅溶液用量多了可以吸收一部分熱量，使溶液溫度達不到氫氧化銅分解的溫度．

解答 解：不溶性固體和液體分離的一種方法是過濾，所以將不溶性黑色粉末分離出來，可以用過濾的方法．根據(jù)質量守恒定律可知反應前后元素種類不變，藍色沉淀是氫氧化銅，變?yōu)楹谏�，不可能出現(xiàn)鐵元素、錳元素和碳元素，因為氫氧化銅中不含有這些元素；氧化銅能與酸反應，銅與酸不反應，所以加入酸溶液，例如加入稀鹽酸，發(fā)現(xiàn)固體全部消失，說明其中不含有銅，因為銅與鹽酸不反應，所以黑色固體是氧化銅，小麗的猜想正確；由于氫氧化銅在66℃開始分解，所以要控制實驗的初始溫度，低于該溫度，由于鈉與水反應放出大量的熱，所以放入的金屬鈉需適量，不能太多了，硫酸銅溶液用量多了可以吸收一部分熱量，使溶液溫度達不到氫氧化銅分解的溫度．
故答案為：過濾；根據(jù)反應前后元素種類不變（或質量守恒定律）；稀鹽酸（稀硫酸或稀H₂SO₄ 或稀HCl）；小麗； 硫酸銅溶液用量不能太少．

點評 解答本題關鍵是要知道不溶性固體和液體分離的一種方法是過濾，知道反應前后元素種類不變，知道氧化銅能與酸反應，銅與酸不反應，氫氧化銅受熱分解生成氧化銅、水，需要達到一定溫度才能分解．