Question

10．聰聰同學(xué)在實驗室?guī)屠蠋熣�理廢棄藥品時發(fā)現(xiàn)一瓶沒有標(biāo)簽的綠色粉末，對其組成很好奇．征得老師允許后，設(shè)計了以下實驗進行探究．

操作步驟	實驗現(xiàn)象	結(jié)論或化學(xué)反應(yīng)方程式
取少量樣品置于試管中，加入足量稀硫酸，將試管用導(dǎo)管與澄清石灰水相連．	①產(chǎn)生大量氣體，使石灰水變渾濁． ②樣品全部溶解，溶液呈藍色．	①樣品中含有碳酸根離子 ②樣品中含有銅離子
在上述藍色溶液中，插入一根潔凈的鐵絲．	①鐵絲表面緩緩產(chǎn)生少量氣泡． ②片刻后鐵絲表面出現(xiàn)紅色物質(zhì)．	①Fe+H2SO4═H2↑+FeSO4 ②Fe+CuSO4═Cu+FeSO4 （均用方程式表示）

將上邊表格填寫完整．
為了進一步確定該物質(zhì)的元素組成，查閱部分資料后，他繼續(xù)進行了實驗．
【資料查閱】白色的無水硫酸銅可做吸水劑，遇水會變成藍色．
【實驗步驟】①如圖搭建實驗儀器，并檢驗裝置的氣密性．
②在A裝置中裝入11.1g綠色粉末．關(guān)閉K₁，打開K₂、K₃，持續(xù)通入適量N₂．
③關(guān)閉K₂、K₃，分別稱量裝置B、C、D的質(zhì)量，記錄數(shù)據(jù)．
④打開K₃，點燃酒精燈加熱綠色粉末直至裝置C中無氣泡產(chǎn)生時，關(guān)閉K₃，熄滅酒精燈．分別稱量裝置B、C、D的質(zhì)量，記錄數(shù)據(jù)．
⑤待A冷卻后，打開K₁、K₃，持續(xù)通入適量CO，再次點燃酒精燈加熱．
⑥當(dāng)A中粉末全部變紅后，熄滅酒精燈．試管冷卻后，關(guān)閉K₁．稱量裝置A、B、C、D的質(zhì)量，記錄數(shù)據(jù)．

【實驗現(xiàn)象和數(shù)據(jù)處理】

	裝置A	裝置B	裝置C	裝置D
第一次 加熱后	綠色粉末變黑色	白色粉末變藍色 質(zhì)量增加0.9g	出現(xiàn)白色沉淀， 質(zhì)量增加2.2g	無明顯變化 質(zhì)量不改變
第二次 加熱后	黑色粉末變紅色 質(zhì)量為6.4g	無明顯變化， 質(zhì)量不改變	沉淀先增加后部分溶解； 質(zhì)量增加	無明顯變化 質(zhì)量不改變

【實驗分析與反思】
（1）老師看了實驗方案后認為，從環(huán)保的角度來看，此裝置有一個缺陷，建議裝置D后還應(yīng)添加一個酒精燈，并在實驗步驟⑤ （填實驗步驟的序號）中點燃．
（2）步驟②通入氮氣的目的是：將試管內(nèi)的空氣排盡，以免其中有物質(zhì)和綠色粉末反應(yīng)
【實驗結(jié)論】
該綠色粉末的組成元素是：Cu、C、O、H；各元素的質(zhì)量比為：Cu：C：H：O═64：6：1：40（寫出計算過程）．

Answer 1

分析 此題為物質(zhì)的推斷題，完成此題，可以依據(jù)題干提供的信息，樣品中加入稀硫酸有能使澄清石灰水變渾濁的氣體產(chǎn)生，說明生成了二氧化碳，則樣品中含有碳酸根離子，所得溶液與鐵接觸能生成紅色固體，則有銅生成，說明溶液中含有銅離子，鐵能與硫酸反應(yīng)生成硫酸亞鐵和氫氣，能與硫酸銅反應(yīng)生成硫酸亞鐵和銅，無水硫酸銅遇水會變成藍色，根據(jù)生成水的質(zhì)量可以求得氫元素和氧元素的質(zhì)量，根據(jù)紅色粉末的質(zhì)量可以求得銅的質(zhì)量以及與銅結(jié)合的氧元素的質(zhì)量，根據(jù)石灰水增加的量可以求得二氧化碳的質(zhì)量，從而求得碳元素以及其中所含氧元素的質(zhì)量．

解答 解：實驗探究：樣品中加入稀硫酸有能使澄清石灰水變渾濁的氣體產(chǎn)生，說明生成了二氧化碳，則樣品中含有碳酸根離子，所得溶液呈藍色，說明含有銅離子，與鐵接觸能生成紅色固體，則有銅生成，有氣泡產(chǎn)生，則說明還有硫酸，鐵能與硫酸反應(yīng)生成硫酸亞鐵和氫氣，能與硫酸銅反應(yīng)生成硫酸亞鐵和銅，所以本題答案為：

操作步驟	實驗步驟	結(jié)論或化學(xué)方程式
		①碳酸根（CO32- ） ②銅（Cu2+）
		①Fe+H2SO4═H2↑+FeSO4      ②Fe+CuSO4═Cu+FeSO4

[實驗現(xiàn)象和處理]無水硫酸銅質(zhì)量增加，則有水生成，白色粉末會變藍，所以本題答案為：

	裝置A	裝置B	裝置C	裝置D
		白色粉末變藍色

[實驗分析與反思]1、實驗中使用了一氧化碳，一氧化碳是有毒的氣體，易造成空氣污染，需要在⑤后進行尾氣處理，所以本題答案為：⑤；
2、為保證實驗數(shù)據(jù)的可靠性，需排除其他物質(zhì)造成的干擾，可以先將裝置中的空氣排盡，所以本題答案為：將試管內(nèi)的空氣排盡，以免其中有物質(zhì)和綠色粉末反應(yīng)；
[實驗結(jié)論]根據(jù)實驗可以看出，綠色粉末經(jīng)過反應(yīng)能生成氧化銅、水和二氧化碳，所以含有銅、碳、氫、氧四種元素，銅的質(zhì)量為6.4g，氧化銅的化學(xué)式為CuO，所以氧化銅所含的氧元素的質(zhì)量為1.6g，生成的水的質(zhì)量為0.9g，所以氫元素的質(zhì)量為$\frac{2}{18}$×0.9g=0.1g，所以水中所含氧元素的質(zhì)量為0.9g-0.1g=0.8g，生成二氧化碳的質(zhì)量為2.2g，所以碳元素的質(zhì)量為$\frac{12}{44}$×2.2g=0.6g，所以二氧化碳中所含氧元素的質(zhì)量為2.2g-0.6g=1.6g，所以Cu：C：H：O═6.4g：0.6g：0.1g：（1.6g+0.8g+1.6g）=64：6：1：40，所以本題答案為：Cu、C、O、H；Cu：C：H：O═64：6：1：40．
故答案為：碳酸根（CO₃^2- ）     銅（Cu²⁺）
Fe+H₂SO₄═H₂↑+FeSO₄     Fe+Cu SO₄═Cu+FeSO₄
【實驗現(xiàn)象和處理】白色粉末變藍色
【實驗分析與反思】⑤；將試管內(nèi)的空氣排盡，以免其中有物質(zhì)和綠色粉末反應(yīng)
【實驗結(jié)論】Cu、C、O、H；Cu：C：H：O═64：6：1：40（過程有錯誤不得分）．

點評 本題考查了物質(zhì)成分的推斷，完成此題，可以依據(jù)已有的知識結(jié)合題干提供的信息進行，要求同學(xué)們在平時的學(xué)習(xí)中加強基礎(chǔ)知識的儲備，以便靈活應(yīng)用，另外要熟練的應(yīng)用質(zhì)量守恒定律．