Question

11．銅器長期暴露在空氣中會(huì)生成銅綠（俗稱銅銹）．銅銹的主要成分是堿式碳酸銅，堿式碳酸銅不穩(wěn)定，受熱分解成黑色固體物質(zhì)，二氧化碳和水，這種黑色固體的成分是什么呢？
【查閱資料】1；堿式碳酸銅的化學(xué)式是Cu₂（OH）₂CO₃，相對(duì)分子質(zhì)量222
2；稀硫酸能與CuO反應(yīng)，生成CuSO₄和水，CuSO₄溶液呈藍(lán)色．
【提出猜想】結(jié)合堿式碳酸銅的化學(xué)式，對(duì)黑色固體產(chǎn)物做出以下猜想：
①可能是氧化銅；
②可能是炭粉；
③可能是炭粉和氧化銅的混合物．
甲同學(xué)認(rèn)為猜想③無需驗(yàn)證就知道是錯(cuò)誤的．他的理由是炭粉和氧化銅加熱時(shí)能反應(yīng)．
【實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證】同學(xué)們稱取了4.44g堿式碳酸銅在試管中加熱使之完全分解，實(shí)驗(yàn)裝置如圖．冷卻至室溫后，稱得黑色固體產(chǎn)物質(zhì)量為3.2g．
（1）在加熱分解堿式碳酸銅的實(shí)驗(yàn)裝置中，大試管的管口略向下傾斜的目的是防止液體回流到試管底部，使試管破裂變．實(shí)驗(yàn)過程中看到澄清的石灰水變渾濁．
（2）乙同學(xué)向盛有少量黑色固體產(chǎn)物的試管中加入足量的稀硫酸，充分振蕩，靜置后觀察現(xiàn)象．如果猜想①正確，現(xiàn)象應(yīng)該是黑色固體全部消失，溶液變?yōu)樗{(lán)色．
（3）丙同學(xué)通過對(duì)得到的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，排除了猜想②，他的理由是（結(jié)合計(jì)算說明）堿式碳酸銅中碳元素的質(zhì)量為4.44g×$\frac{12}{222}$=0.24g，而黑色固體為3.2g，故不可能為炭粉．

Answer 1

分析 【提出猜想】根據(jù)質(zhì)量守恒定律和物質(zhì)的顏色進(jìn)行分析和猜想；
【實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證】（1）使用試管對(duì)固體加熱時(shí)，為防止藥品濕存水或受熱生成的水在管口凝聚后回流，需要保持試管口略低于底部；
（2）為驗(yàn)證氧化銅，根據(jù)氧化銅可與酸反應(yīng)的性質(zhì)，把黑色固體放入稀硫酸中，若能看到固體溶解而溶液呈藍(lán)色，可以說明黑色固體為氧化銅
（3）根據(jù)碳元素的質(zhì)量分析．

解答 解：【提出猜想】根據(jù)質(zhì)量守恒定律，堿式碳酸銅不穩(wěn)定，受熱分解成黑色固體物質(zhì)，二氧化碳和水，黑色固體物質(zhì)可能是氧化銅，由于炭粉和氧化銅加熱時(shí)能反應(yīng)，所以受熱分解成黑色固體物質(zhì)不可能是炭粉和氧化銅的混合物．
【實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證】
（1）堿式碳酸銅受熱分解生成的水在試管口冷凝成液體，為防止液態(tài)水回流至試管底引起試管炸裂，需要使試管口略向下傾斜；由于堿式碳酸銅不穩(wěn)定，受熱分解成二氧化碳，所以實(shí)驗(yàn)過程中看到澄清的石灰水變渾濁
（2）黑色的粉末氧化銅能與稀硫酸反應(yīng)，生成藍(lán)色的硫酸銅溶液和水；因此，當(dāng)向黑色固體中加入稀硫酸，觀察到黑色固體溶解，且溶液變成藍(lán)色時(shí)，可說明黑色粉末為氧化銅；
（3）堿式碳酸銅中碳元素的質(zhì)量為4.44g×$\frac{12}{222}$=0.24g，而黑色固體為3.2g，故不可能為炭粉．
故答案為：
【提出猜想】氧化銅；炭粉和氧化銅加熱時(shí)能反應(yīng)
【實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證】
（1）防止液體回流到試管底部，使試管破裂變；變渾濁
（2）黑色固體全部消失，溶液變?yōu)樗{(lán)色
（3）堿式碳酸銅中碳元素的質(zhì)量為4.44g×$\frac{12}{222}$=0.24g，而黑色固體為3.2g，故不可能為炭粉．

點(diǎn)評(píng) 能使澄清石灰水變渾濁的氣體為二氧化碳；能溶于稀硫酸得到藍(lán)色溶液的黑色固體為氧化銅；對(duì)試管內(nèi)固體加熱時(shí)，試管口應(yīng)向下傾斜．