Question

堿式碳酸銅是一種綠色的固體，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？亮亮與間學(xué)們進行以下探究：
[猜想]：該黑色固體可能氧化銅，也可能是氧化銅和炭的混合物．
[設(shè)計與實驗]

實驗步驟	實驗現(xiàn)象	結(jié)論和化學(xué)方程式
亮亮同學(xué)取少量黑色固體，放入試管中，加入足量的稀硫酸，微熱．	黑色固體完全消失，溶液變______色．	此黑色固體是氧化銅．該反應(yīng)的化學(xué)方程式為______

接著小明與同學(xué)們用氫氣還原氧化銅制取銅．
（1）要制得純凈的氫氣，小明應(yīng)選用的藥品是______
A、鐵和稀硫酸  B、鋅和濃鹽酸  C、鎂和稀硫酸D、鋅和稀硫酸
（2）實驗開始時，應(yīng)先通入一會兒______，然后再加熱，這樣操作的目的是______
（3）實驗結(jié)束后，小方同學(xué)對還原后的紅色物質(zhì)產(chǎn)生了興趣，該紅色物質(zhì)一定是單質(zhì)銅嗎？
查閱有關(guān)資料獲知：氫氣與氧化銅在加熱條件下能生成氧化亞銅（Cu₂O），氧化亞銅也呈紅色，且能與稀硫酸反應(yīng)生成硫酸銅、銅和水．
為此，小方同學(xué)靠后做了兩次實驗，第一次稱取4.0g氧化銅進行實驗，得到了3.3g紅色物質(zhì)；第二次同樣用4.0g氧化銅進行實驗，得到了3.2g紅色物質(zhì)．
①小方通過對所得實驗數(shù)據(jù)迸行計算分析后知t第二次實驗得到的紅色物質(zhì)全部是銅，第一次得到的紅色物質(zhì)除銅外，還含有氧化亞銅．小方的分析依據(jù)是______．
②隨后，他用化學(xué)實驗方法驗證了上述分析結(jié)果的正確性．其驗證方法是（簡要寫出操作現(xiàn)象、結(jié)論）______
③從上述實驗中，小方獲得以下結(jié)論：在氫氣還原氧化銅實驗中，若還原不充分，一會得到紅色氧化亞銅，請寫出氫氣還原氧化銅生成氧化亞銅的化學(xué)方程式______ Cu₂O+H₂O

Answer 1

【答案】分析：[設(shè)計實驗]因為固體全部溶解可判斷該固體是氧化銅，與硫酸反應(yīng)會生成硫酸銅的藍色溶液；
（1）從金屬活動性順序以及酸的性質(zhì)分析判斷；
（2）氫氣是可燃性氣體不能與氧氣或空氣混合否則點燃火加熱時易發(fā)生爆炸；
（3）①利用4.0g氧化銅中銅元素的質(zhì)量，結(jié)合元素守恒的知識判斷紅色物質(zhì)的成分即可；
②依據(jù)氧化銅能與稀硫酸反應(yīng)生成藍色溶液進行分析探討即可；
③類比氫氣還原氧化銅的反應(yīng)方程式對氫氣還原氧化亞銅的方程式進行書寫即可；
解答：解：[設(shè)計實驗]因為碳不能與稀硫酸反應(yīng)，所以固體全部溶解可判斷該固體是氧化銅，氧化銅與硫酸反應(yīng)會生成硫酸銅和水并形成藍色溶液；
（1）鐵的活動性較弱制取氫氣較慢，鎂的活動性較強制取氫氣速度較快，濃鹽酸易揮發(fā)會導(dǎo)致制取的氫氣不純，只有鋅與稀硫酸制取的氫氣較純凈且速度適宜實驗；
（2）氫氣是可燃性氣體不能與氧氣或空氣混合否則點燃火加熱時易發(fā)生爆炸，所以實驗開始時，應(yīng)先通入一會兒氫氣以排凈裝置內(nèi)的空氣，防止爆炸的產(chǎn)生；
（3）①利用化學(xué)式的計算可知4.0g氧化銅中銅元素的質(zhì)量等于4.0g×=3.2g，依據(jù)元素守恒的知識可判斷紅色物質(zhì)的成分中含有的銅的質(zhì)量也應(yīng)是3.2g，所以第二次生成的紅色物質(zhì)是銅，第一次有氧化亞銅生成；
②因為氧化銅能與稀硫酸反應(yīng)可生成藍色的硫酸銅溶液而氧化亞銅不能，所以用產(chǎn)物與稀硫酸反應(yīng)可判斷分析結(jié)果的準確性；
③類比氫氣還原氧化銅的反應(yīng)方程式對氫氣還原氧化亞銅的方程式是：2CuO+H₂Cu₂O+H₂O；
故答案為：（1）藍色； CuO+H₂SO₄═CuSO₄+H₂O
（1）D
（2）H₂；防止加熱時發(fā)生爆炸
（3）①4gCuO中含有的銅元素質(zhì)量為3.2g，所以生成銅的質(zhì)量為3.2g．
②分別取兩種紅色固體于試管中，加入稀硫酸，第一次試管中溶液不變藍，第二次試管中溶液變藍．
③2CuO+H₂Cu₂O+H₂O
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)量守恒思想是進行推斷的根本依據(jù)．