Question

15．實驗室有氧化銅和鋅的混合粉末，為提煉其中的銅，取兩份等質量的樣品，分別按圖1 和圖2 兩個方案進行實驗：
方案一：

（1）寫出步驟 I 中反應的化學方程式CuO+H₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Cu+H₂O，該反應的反應類型為置換反應．
（2）步驟 II 中加入的溶液 F 可能是硫酸銅或稀硫酸． 
方案二：

（3）步驟Ⅳ操作的名稱是過濾．
（4）步驟 III 中反應的化學方程式Zn+H₂SO₄=H₂↑+ZnSO₄，H₂SO₄+CuO=CuSO₄+H₂O．
（5）上述實驗體現了鋅的活動性比銅強．
（6）兩個方案你認為哪個更簡易，并說明理由方案二，不需要加熱，操作比較簡單，安全．

Answer 1

分析 方案一：加熱條件下，氧化銅和氫氣反應生成銅和水；
氫氣是可燃性氣體，與空氣或氧氣混合達到一定程度時，遇明火會發生爆炸；
銅不能和稀硫酸反應，鋅能和稀硫酸反應生成硫酸鋅和氫氣，能和硫酸銅反應生成硫酸鋅和銅；
方案二：過濾能夠把不溶于水的固體和液體分離開來；
氧化銅能和稀硫酸反應生成硫酸銅和水；
不同的實驗方案，優缺點不同．

解答 解：方案一：
（1）步驟 I 中，加熱條件下，氧化銅和氫氣反應生成銅和水，反應的化學方程式為：CuO+H₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Cu+H₂O，屬于置換反應．
故填：CuO+H₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Cu+H₂O；置換反應．
（2）因為鋅能和稀硫酸反應生成硫酸鋅和氫氣，能和硫酸銅反應生成硫酸鋅和銅，因此步驟 II 中加入的溶液 F 可能是硫酸銅或稀硫酸． 
故填：硫酸銅或稀硫酸．
方案二：
（3）步驟Ⅳ操作的名稱是過濾，通過過濾把溶液和銅、鋅分離開來．
故填：過濾．
（4）步驟 III 中，鋅能和稀硫酸反應生成硫酸鋅和氫氣，氧化銅能和稀硫酸反應生成硫酸銅和水，反應的化學方程式為：Zn+H₂SO₄=H₂↑+ZnSO₄，H₂SO₄+CuO=CuSO₄+H₂O．
故填：Zn+H₂SO₄=H₂↑+ZnSO₄，H₂SO₄+CuO=CuSO₄+H₂O．
（5）步驟Ⅳ中，鋅能和硫酸銅反應生成硫酸鋅和銅，體現了鋅的活動性比銅強．
故填：強．
（6）兩個方案中，方案二更簡易，這是因為該方案不需要加熱，操作比較簡單，同時能夠防止加熱氧化銅和氫氣時可能發生的安全事故．
故填：方案二，不需要加熱，操作比較簡單，安全．

點評 合理設計實驗，科學地進行實驗、分析實驗，是得出正確實驗結論的前提，因此要學會設計實驗、進行實驗、分析實驗，為學好化學知識奠定基礎．