Question

1．我國勞動人民早在五千年前就會使用木炭煉銅．化學興趣小組采用如圖裝置，開展以下探究活動
【提出問題】木炭與CuO反應所得紅色固體中含有什么物質？
【查閱資料】（1）木炭與CuO的反應是：C+2CuO$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Cu+CO₂↑，若該反應進行的不徹底，產物中還有氧化亞銅（Cu₂O）．
（2）Cu₂O是紅色固體，能與稀硫酸反應：Cu₂O+H₂SO₄═Cu+CuSO₄+H₂O
【作出猜想】紅色固體的成分：①全部是Cu；②全部是Cu₂O；③Cu和Cu₂O．
【實驗探究】
（1）取木炭、CuO兩種黑色粉末適量，再取少許CaC1₂（能降低反應溫度，加快反應速率）均勻混合，然后將黑色粉末裝入試管的內．
（2）按圖連好實驗裝置，然后加熱反應物；2分鐘后，黑色粉末出現紅熱現象，同時澄清石灰水變渾濁，此時停止加熱．
（3）待玻璃管冷卻后，提取里面的紅色固體，進行如下的驗證：

步驟	現象	結論
①取1.44g紅色固體裝入試管，滴入足量的稀硫酸，充分反應	紅色固體部分減少，溶液變為藍色	猜想①錯誤
②過濾出試管中殘留的紅色固體，洗滌干燥，稱其質量為1.04g		猜想③正確

【評價反思】
若要證明CaC1₂是該反應的催化劑，還需要驗證CaCl_{2的質量和化學性質在反應前后不變}．

Answer 1

分析 氧化銅和碳反應能夠生成二氧化碳氣體，二氧化碳能使澄清石灰水變渾濁；
銅不能和稀硫酸反應，氧化亞銅和稀硫酸反應生成的硫酸銅溶液是藍色的；
根據提供的數據和反應的化學方程式，通過計算可以判斷紅色固體的成分；
催化劑在反應前后質量和化學性質都不變．

解答 解：【實驗探究】
（2）2分鐘后，黑色粉末出現紅熱現象，同時澄清石灰水變渾濁，此時停止加熱．
故填：變渾濁．
（3）①取1.44g紅色固體裝入試管，滴入足量的稀硫酸，充分反應，紅色固體部分減少，溶液變為藍色，說明猜想①錯誤；
②假設紅色固體全部是氧化亞銅，設生成銅的質量為x，
Cu₂O+H₂SO₄═Cu+CuSO₄+H₂O，
144                 64
1.44g               x
$\frac{144}{1.44g}$=$\frac{64}{x}$，
x=0.64g，
而過濾出試管中殘留的紅色固體，洗滌干燥，稱其質量為1.04g，說明紅色固體不都是氧化亞銅，是氧化亞銅和銅的混合物，進一步說明猜想③正確，實驗過程如下表所示：

步驟	現象	結論
①取1.44g紅色固體裝入試管，滴入足量的稀硫酸，充分反應	紅色固體部分減少，溶液變為藍色	猜想①錯誤
②過濾出試管中殘留的紅色固體，洗滌干燥，稱其質量為1.04g		猜想③正確

【評價反思】
若要證明CaC1₂是該反應的催化劑，還需要驗證CaCl₂的質量和化學性質在反應前后不變．
故填：的質量和化學性質在反應前后不變．

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．