【題目】我國勞動人民早在五千年前就會使用木炭煉銅.在化學(xué)實驗室里模擬煉銅,即可用傳統(tǒng)的實驗裝置(見圖甲),用能用改進(jìn)的微型實驗裝置(見圖乙),化學(xué)興趣小組采用圖乙裝置,開展以下探究活動.

【提出問題】木炭與CuO反應(yīng)所得紅色固體中含有什么物質(zhì)?
【查閱資料】
①木炭與CuO的反應(yīng)是:C+2CuO 2Cu+CO2↑,若該反應(yīng)進(jìn)行的不徹底,產(chǎn)物中還有氧化亞銅(Cu2O).
②Cu2O是紅色固體,能與稀硫酸反應(yīng):Cu2O+H2SO4═Cu+CuSO4+H2O
(1)【作出猜想】紅色固體的成分:①全部是Cu;②全部是Cu2O;③
(2)【實驗探究】
①取木炭、CuO兩種黑色粉末適量,再也少許CaCl2(能降低反應(yīng)溫度,加快反應(yīng)速率)均勻混合,然后將黑色粉末裝入長柄V形玻璃管的直管內(nèi).
②按圖乙連好實驗裝置,然后加熱反應(yīng)物;2分鐘后,黑色粉末出現(xiàn)紅熱現(xiàn)象,同時澄清的石灰水 , 此時停止加熱.
(3)待玻璃管冷卻后,提取里面的紅色固體,進(jìn)行如下的驗證:

步驟

現(xiàn)象

結(jié)論

①取1.44g紅色固體裝入試管,滴入足量的 , 充分反應(yīng)

紅色固體部分減少,溶為變?yōu)?/span>

猜想錯誤

②濾了試管中殘留的紅色固體,洗滌干燥,稱其質(zhì)量為1.04g

/

猜想正確


(4)【評價反思】
①使用圖乙裝置與使用圖甲裝置相比,其優(yōu)點(diǎn)是(寫出1條即可).
②若要證明CaCl2是該反應(yīng)的催化劑,還需要驗證CaCl2
③在銅的冶煉史中,我國勞動人民還有一項重大發(fā)明就是“濕法煉銅”,該方法可用化學(xué)方程式表示為

【答案】
(1)既有Cu也有Cu2O
(2)變渾濁
(3)稀硫酸,藍(lán),①,③
(4)節(jié)約藥品,質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)在反應(yīng)前后不變,Fe+CuSO4═FeSO4+Cu
【解析】【作出猜想】根據(jù)質(zhì)量守恒定律可知,紅色固體的成分:③既有Cu也有Cu2O【實驗探究】②據(jù)反應(yīng)C+2CuO 2Cu+CO2↑可知,反應(yīng)過程中有二氧化碳產(chǎn)生,故石灰水會變渾濁③紅色固體部分減少,推測含有Cu2O,故滴入的應(yīng)是稀硫酸,氧化亞銅與稀硫酸反應(yīng)生成硫酸銅、銅和水,故溶液變?yōu)樗{(lán)色,所以猜想①錯誤;由化學(xué)方程式Cu2O+H2SO4═Cu+CuSO4+H2O知,每144份質(zhì)量的氧化亞銅反應(yīng)會生成64份質(zhì)量的銅,若有1.44g的氧化亞銅反應(yīng)會生成0.64g的銅,而實際收集到的銅的質(zhì)量為1.04g,故1.44g是氧化亞銅和銅的混合物;

【評價反思】①微型實驗裝置藥品用量較少,節(jié)約藥品;②催化劑能改變其他物質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)速率,而本身的質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)在化學(xué)反應(yīng)前后不變,故若要證明CaCl2是該反應(yīng)的催化劑,還需要驗證CaCl2的 質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)在反應(yīng)前后不變;③現(xiàn)代濕法冶金術(shù)的先驅(qū),早在西漢時期劉安在《淮南萬畢術(shù)》中寫到“曾青(CuSO4)得鐵則化為銅”,其中的“曾青”就是指硫酸銅.這句話的意思就是說:硫酸銅溶液遇到金屬鐵時,鐵與硫酸銅發(fā)生置換反應(yīng)能生成金屬銅,反應(yīng)的化學(xué)方程式為:Fe+CuSO4═FeSO4+Cu.

所以答案是:【作出猜想】既有Cu也有Cu2O;【實驗探究】(2)變渾濁;(3)稀硫酸,藍(lán),①;③;【評價反思】(1)節(jié)約藥品;(2)質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)在反應(yīng)前后不變;(3)Fe+CuSO4═FeSO4+Cu.


【考點(diǎn)精析】利用催化劑的特點(diǎn)與催化作用和書寫化學(xué)方程式、文字表達(dá)式、電離方程式對題目進(jìn)行判斷即可得到答案,需要熟知催化劑(觸媒):在化學(xué)反應(yīng)中能改變其他物質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)速率,而本身的質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)在反應(yīng)前后都沒有發(fā)生變化的物質(zhì).(一變兩不變)催化劑在化學(xué)反應(yīng)中所起的作用叫催化作用;注意:a、配平 b、條件 c、箭號.

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