Question

10．某興趣小組為了探究堿式碳酸銅[化學式為Cu₂（OH）₂CO₃]加熱后分解的產物，取一定量的樣品進行加熱，如圖1所示．充分加熱后試管底部生成黑色固體，和使澄清石灰水變渾濁的氣體，而且試管口出現無色液體，思考回答：

（1）產生的氣體肯定含有CO₂；
（2）【提出問題】該黑色固體的主要成分是什么？
【查閱資料】堿式碳酸銅分解的產物均為化合物．
【猜想與假設】①可能是炭黑；②可能是鐵或鐵的氧化物．③可能是氧化銅．你認為上述猜想缺乏依據的是（填編號）②，理由是根據質量守恒定律，反應前后元素種類不變、反應前后原子種類不變，反應物中沒有鐵元素．
（3）【實驗驗證】將試管口的無色液體收集，并連接如圖2所示的電解水器，通直流電，一段時間后，正極與負極的氣體體積比為1：2，且正極為氧氣，負極為氫氣，故該無色液體為水．
（4）【交流討論】根據以上內容，請寫出堿式碳酸銅受熱分解的化學方程式Cu₂（OH）₂CO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CuO+CO₂↑+H₂O．

Answer 1

分析 （1）根據對Cu₂（OH）₂CO₃樣品進行加熱，生成黑色固體，并產生能使澄清石灰水變渾濁的氣體解答；
（2）【猜想與假設】根據題中信息可知，由現象和元素守恒解答；
（3）【實驗驗證】結合電解水的實驗分析解答；
（4）【交流討論】根據以上內容可知，堿式碳酸銅受熱分解的生成物是CuO、CO₂、H₂O解答．

解答 解：（1）因二氧化碳能使澄清石灰水變渾濁，則氣體為二氧化碳，故填：CO₂．
（2）在堿式碳酸銅中不含有鐵元素，則黑色固體肯定與鐵及鐵的氧化物無關，故答案為：②；根據質量守恒定律，反應前后元素種類不變、反應前后原子種類不變，反應物中沒有鐵元素．
（3）實驗現象中不能確定是否有水生成，所以將試管口的無色液體收集，通直流電，一段時間后，正極與負極的氣體體積比為1：2，且正極為氧氣，負極為氫氣，證明該無色液體為水．故答案為：水．
（4）根據以上內容可知，堿式碳酸銅受熱分解的生成物是CuO、CO₂、H₂O，故反應的化學方程式為：Cu₂（OH）₂CO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CuO+CO₂↑+H₂O．故答案為：Cu₂（OH）₂CO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CuO+CO₂↑+H₂O．

點評 本題以探究的方式讓學生根據實驗現象和質量守恒定律來分析解答，可較好的訓練學生思維，提高知識的遷移使用的能力．