Question

與我市相鄰的陽春市石菉銅礦盛產(chǎn)堿式碳酸銅[Cu₂（OH）₂CO₃]，堿式碳酸銅是一種綠色固體，俗稱孔雀石，受熱分解有黑色固體生成．某化學(xué)實(shí)驗(yàn)興趣小組的同學(xué)決定對這種黑色固體產(chǎn)物的成分進(jìn)行探究，他們稱取11.1g堿式碳酸銅在試管中加熱使之完全分解，冷卻至室溫，稱得黑色固體產(chǎn)物的質(zhì)量為8.0g．
猜想：
①該黑色固體產(chǎn)物可能是氧化銅；
②該黑色固體產(chǎn)物可能是碳粉；
③該黑色固體產(chǎn)物可能是氧化銅和碳粉的混合物．
實(shí)驗(yàn)方案：
向盛有少量該黑色固體的試管中加入足量的稀硫酸，充分振蕩，靜置后觀察現(xiàn)象．
（1）觀察到的現(xiàn)象是

 

，證明猜想①正確；
（2）如果猜想③正確，觀察到的現(xiàn)象應(yīng)是

 

．
思考：（1）同學(xué)們根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，排除了猜想②，理由是

 

．
（2）同學(xué)們再從碳的化學(xué)性質(zhì)分析，認(rèn)為猜想③可以排除，理由是

 

．
結(jié)論：堿式碳酸銅受熱完全分解的化學(xué)方程式為

 

．
反思：如果往堿式碳酸銅固體中加入足量稀硫酸，發(fā)生的反應(yīng)的化學(xué)方程式為：

 

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Answer 1

分析：探究性題目的做法是大膽推測，但要有合理的依據(jù)，不能憑空猜想；根據(jù)質(zhì)量守恒定律可知，堿式碳酸銅[Cu₂（OH）₂CO₃]的產(chǎn)物是有Cu、O、H、C中的一種或多種元素組合而成；根據(jù)題目信息（黑色粉末）可知，黑色物質(zhì)可以是題目所說的三種情況．
實(shí)驗(yàn)方案（1）根據(jù)氧化銅和硫酸的性質(zhì)及其產(chǎn)物的顏色解決即可．
（2）根據(jù)氧化銅和硫酸的性質(zhì)及其產(chǎn)物的顏色，結(jié)合碳不與硫酸反應(yīng)的事實(shí)解決．
思考：（1）利用質(zhì)量守恒定律元素的質(zhì)量守恒解決即可．
（2）碳和氧化銅在高溫情況下會(huì)發(fā)生反應(yīng)可知；利用實(shí)驗(yàn)的事實(shí)結(jié)合質(zhì)量守恒定律以及產(chǎn)物與硫酸的反應(yīng)書寫有關(guān)的方程式即可．

解答：解：（1）氧化銅和稀硫酸反應(yīng)生成硫酸銅和水，硫酸銅的水溶液的顏色是藍(lán)色的；
故答案為：試管中溶液變成藍(lán)色，黑色固體消失（或沒有黑色固體剩余）．
（2）氧化銅和稀硫酸反應(yīng)生成硫酸銅和水，硫酸銅的水溶液的顏色是藍(lán)色的；但是碳不會(huì)和硫酸反應(yīng)；
故答案為：試管中溶液變成藍(lán)色，仍有黑色固體剩余．
思考：（1）根據(jù)質(zhì)量守恒定律可知，反應(yīng)前后元素的種類、質(zhì)量均不發(fā)生改變；反應(yīng)前的碳的質(zhì)量是：
11.1×（

12

222

×100%）═0.6g，但是黑色粉末的質(zhì)量是8g，因此排除②；
故答案為：11.1g堿式碳酸銅中含有C：

12

222

×11.1g=0.6g＜8.0g．
（2）假如是氧化銅和碳的混合物，它們在高溫條件下反應(yīng)生成銅和二氧化碳；也就是兩者不能共存．
實(shí)驗(yàn)證明該黑色固體是氧化銅，依據(jù)質(zhì)量受很定律元素的種類不變可知另外的產(chǎn)物是二氧化碳和水，同時(shí)可結(jié)合產(chǎn)物與硫酸的反應(yīng)書寫堿式碳酸銅與硫酸的反應(yīng)．
故答案為：在高溫下碳可以和氧化銅反應(yīng)，也就是不能共存．
結(jié)論：Cu₂（OH）₂CO₃

△   .

2CuO+H₂O+CO₂↑；
反思：Cu₂（OH）₂CO₃+2H₂SO₄═2CuSO₄+3H₂O+CO₂↑．

點(diǎn)評：本題主要考查了利用所學(xué)過的知識(shí)，通過實(shí)驗(yàn)探究堿式碳酸銅的受熱分解產(chǎn)物，其中涉及到依據(jù)碳和氧化銅的化學(xué)性質(zhì)不同，選擇合適的試劑并根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象對二者進(jìn)行鑒別的問題．