Question

小張同學(xué)得知我國早在西漢時期，就能利用鐵單質(zhì)與硫酸銅溶液反應(yīng)制取銅，其反應(yīng)的化學(xué)方程式為

 

．他利用硫酸銅進(jìn)行趣味實驗，將浸泡了

 

色硫酸銅溶液的濾紙在酒精燈火焰上點燃，觀察到濾紙顏色變白，由濕變干后燃燒．在燃燒后的灰燼中出現(xiàn)紅色固體．他很好奇，進(jìn)行了相關(guān)探究，請你參與并填寫有關(guān)空白．
【提出問題】
紅色固體是什么物質(zhì)？它是如何產(chǎn)生的？
【查閱資料】
（1）溫度達(dá)200℃時，CuSO₄開始分解生成CuO和另一種氧化物；此反應(yīng)前后各元素的化合價保持不變．
（2）溫度超過1000℃，CuO才分解生成氧化亞銅（Cu₂O）；Cu₂O呈紅色．
【作出猜想】紅色固體①可能是Cu；②也可能是Cu₂O；③還可能是

 

的混合物．
【實驗探究】
（1）取紅色固體觀賞，呈亮紅色；
（2）取少量紅色固體于試管中，加入稀硫酸，固體不溶解，溶液仍為無色．
【分析推理】
（1）請教老師后得知，如有Cu₂O存在，加入稀硫酸會發(fā)生如下反應(yīng)：Cu₂O+H₂SO₄═CuSO₄+Cu+H₂O結(jié)合實驗探究的現(xiàn)象，確定亮紅色固體為

 

，同時也說明濾紙燃燒時的溫度低于

 

（填序號）
      A.200℃B.1000℃
（2）濾紙主要是由碳、氫、氧三種元素組成的，經(jīng)分析，產(chǎn)生紅色固體的原因可能是濾紙在燃燒過程中產(chǎn)生的碳與分解產(chǎn)生的CuO發(fā)生反應(yīng)，生成亮紅色固體和二氧化碳，請寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式

 

．
【交流討論】
（1）將浸有硫酸銅溶液的濾紙點燃，剛開始不能燃燒，是因為

 

．
（2）此實驗中，CuSO₄受熱分解生成CuO和

 

（填化學(xué)式）．

Answer 1

考點：實驗探究物質(zhì)的性質(zhì)或變化規(guī)律,酸的化學(xué)性質(zhì),鹽的化學(xué)性質(zhì),書寫化學(xué)方程式、文字表達(dá)式、電離方程式

專題：科學(xué)探究

分析：根據(jù)鐵單質(zhì)與硫酸銅溶液反應(yīng)制取銅，寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式，根據(jù)銅離子顯藍(lán)色解答；
【作出猜想】根據(jù)溫度超過1000℃，CuO才分解生成氧化亞銅（Cu₂O）；Cu₂O呈紅色，則CuO的生成物可能為Cu，也可能為Cu₂O，還有可能為Cu、Cu₂O的混合物；
【分析推理】
（1）根據(jù)所設(shè)計的實驗：向紅色固體中加入足量稀硫酸，由于銅不能與稀硫酸發(fā)生反應(yīng)而Cu₂O能與稀硫酸反應(yīng)生成銅和硫酸銅，反應(yīng)后溶液呈藍(lán)色說明固體中含有Cu₂O；若無現(xiàn)象，則固體中只含有銅；
（2）根據(jù)碳與CuO發(fā)生反應(yīng)，生成亮紅色固體和二氧化碳，寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式；
【交流討論】
（1）根據(jù)燃燒的條件解答；
（2）根據(jù)CuSO₄開始分解生成CuO和另一種氧化物；此反應(yīng)前后各元素的化合價保持不變，利用質(zhì)量守恒定律解答．

解答：解：
鐵單質(zhì)與硫酸銅溶液反應(yīng)制取銅，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：CuSO₄+Fe═Cu+FeSO₄，銅離子顯藍(lán)色，硫酸銅溶液是藍(lán)色溶液；
【作出猜想】根據(jù)溫度超過1000℃，CuO才分解生成氧化亞銅（Cu₂O）；Cu₂O呈紅色，銅也是紅色，；③還可能是Cu、Cu₂O的混合物；
【分析推理】
（1）由于銅不能與稀硫酸發(fā)生反應(yīng)而Cu₂O能與稀硫酸反應(yīng)生成銅和硫酸銅，反應(yīng)后溶液呈藍(lán)色說明固體中含有Cu₂O；若無現(xiàn)象，則固體中只含有銅；根據(jù)探究，取少量紅色固體于試管中，加入稀硫酸，固體不溶解，溶液仍為無色，則固體中只含有銅；同時也說明濾紙燃燒時的溫度低于1000℃；
（2）碳與CuO發(fā)生反應(yīng)，生成亮紅色固體和二氧化碳，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：C+2CuO 

高溫  .

2Cu+CO₂↑；
【交流討論】
（1）將浸有硫酸銅溶液的濾紙點燃，剛開始不能燃燒，是因為沒有達(dá)到燃燒所需的最低溫度（著火點）；
（2）CuSO₄開始分解生成CuO和另一種氧化物；此反應(yīng)前后各元素的化合價保持不變，故CuSO₄受熱分解生成CuO和SO₃．
故答案為：
 CuSO₄+Fe═Cu+FeSO₄；藍(lán)；
【作出猜想】③Cu、Cu₂O；
【分析推理】
（1）銅；B；
（2）C+2CuO 

高溫  .

2Cu+CO₂↑；
【交流討論】
（1）沒有達(dá)到燃燒所需的最低溫度（著火點）；
（2）SO₃．

點評：在研究物質(zhì)組成時，通過定性的探究實驗不能確定某組成成分時，可通過定量研究加以判斷；定量研究時，質(zhì)量守恒思想是進(jìn)行推斷的根本依據(jù)．