Question

13．實驗與探究是化學學習的重要方法和內容，李明看到家里多年未用的銅制火鍋上有綠色的銹跡，他對綠色銹跡的成分和性質產生了濃厚興趣．
【查閱資料】
①綠色銹跡是堿式碳酸銅[Cu₂（OH）₂CO₃]，受熱易分解；
②無水硫酸銅為白色粉末，遇水變藍；
③堿石灰是CaO和NaOH的固體混合物，NaOH與CO₂反應生成碳酸鈉固體和水
④氧化銅與稀硫酸反應生成藍色溶液，碳粉不與稀硫酸反應也不溶解在稀硫酸中．
【發現問題】
查閱資料后，該同學將少量堿式碳酸銅放入試管中加熱，發現試管中的固體由綠色變成黑色，同時試管壁上有無色液滴生成．
為了進一步確定堿式碳酸銅受熱分解的產物，進行了如下探究：
探究一：堿式碳酸銅受熱分解生成的黑色固體成分．
【猜想與假設】該黑色固體可能是①碳粉；②氧化銅；③碳和氧化銅的混合物．
【設計方案】請幫助該同學完成下述實驗報告：

實驗操作與現象	實驗結論
取黑色粉末，加入足量稀硫酸，充分反應后，黑色固體全部溶解形成藍色溶液	猜想②正確

探究二：堿式碳酸銅受熱分解還會生成CO₂和H₂O．
【進行實驗】選擇如下圖所示裝置進行驗證

步驟一：連接A和B，打開活塞，通入一段時間的空氣；
步驟二：點燃酒精燈，依次連接裝置A→B→D→C（填“C”，“D”）；
步驟三：點燃酒精燈，觀察到明顯現象后，停止加熱
【解釋與結論】
①當觀察到C中石灰水變渾濁，D中無水硫酸銅變藍，說明堿式碳酸銅受熱分解生成了CO₂和H₂O，寫出裝置C中反應的化學方程式CO₂+Ca（OH）₂=CaCO₃↓+H₂O；
②寫出Cu₂（OH）₂CO₃受熱分解的化學方程式Cu₂（OH）₂CO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CuO+H₂O+CO₂↑．
【反思與評價】
上述裝置中A的作用是除去空氣中的水分和二氧化碳，防止對產物的檢驗造成干擾．

Answer 1

分析 探究一：【猜想與假設】根據氧化銅也是黑色的固體進行解答；
【設計方案】根據碳不和硫酸反應，而氧化銅能和硫酸反應生成硫酸銅和水進行解答；
探究二：【進行實驗】根據水能使無水硫酸銅變藍，二氧化碳能使澄清石灰水變渾濁進行解答；
【解釋與結論】①根據水能使無水硫酸銅變藍，二氧化碳能使澄清石灰水變渾濁進行解答；
②根據Cu₂（OH）₂CO₃受熱分解生成氧化銅、水和二氧化碳進行解答．
【反思與評價】根據裝置中A的作用是除去空氣中的水分和二氧化碳，防止對產物的檢驗造成干擾進行解答．

解答 解：探究一：【猜想與假設】氧化銅也是黑色的固體，所以還有可能是氧化銅；
【設計方案】碳不和硫酸反應，而氧化銅能和硫酸反應生成硫酸銅和水，所以實驗步驟：取黑色粉末，加入足量稀硫酸，充分反應后，黑色固體全部溶解形成藍色溶液；
探究二：【進行實驗】水能使無水硫酸銅變藍，二氧化碳能使澄清石灰水變渾濁，所以連接順序為A→B→D→C；
【解釋與結論】①水能使無水硫酸銅變藍，二氧化碳能使澄清石灰水變渾濁，所以當觀察到C中石灰水變渾濁，D中無水硫酸銅變藍，說明堿式碳酸銅受熱分解生成了CO₂和H₂O，C中反應的化學方程式為CO₂+Ca（OH）₂=CaCO₃↓+H₂O；
②Cu₂（OH）₂CO₃受熱分解生成氧化銅、水和二氧化碳，反應的化學方程式為Cu₂（OH）₂CO₃ $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CuO+H₂O+CO₂↑；
【反思與評價】
裝置中A的作用是除去空氣中的水分和二氧化碳，防止對產物的檢驗造成干擾．
故答案為：
【猜想與假設】氧化銅；
【設計方案】取黑色粉末，加入足量稀硫酸，充分反應后，黑色固體全部溶解形成藍色溶液；
【進行實驗】DC；
【解釋與結論】
①C中石灰水變渾濁，D中無水硫酸銅變藍； CO₂+Ca（OH）₂=CaCO₃↓+H₂O；
②Cu₂（OH）₂CO₃ $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CuO+H₂O+CO₂↑；
【反思與評價】除去空氣中的水分和二氧化碳，防止對產物的檢驗造成干擾．

點評 實驗現象是物質之間相互作用的外在表現，因此要學會設計實驗、觀察實驗、分析實驗，為揭示物質之間相互作用的實質奠定基礎．