Question

堿式碳酸銅【化學(xué)式Cu₂（OH）₂CO₃，相對分子質(zhì)量222】，加熱完全分解后生成的黑色固體是什么？甲、乙、丙、丁四位同學(xué)對此進(jìn)行了探究．他們稱取了4.44g堿式碳酸銅在試管中高溫加熱使之完全分解，冷卻到室溫后，稱量黑色固體產(chǎn)物質(zhì)量為3.2g．
他們對固體產(chǎn)物作出了以下猜想：①可能是氧化銅；②可能是碳粉；③可能是碳粉和氧化銅的混合物．以上猜想的理由是：

 

．
（1）甲同學(xué)設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案是：向盛有少量該黑色固體的試管中加入足量的稀硫酸，充分振蕩，靜置后觀察現(xiàn)象．
若出現(xiàn)

 

的現(xiàn)象，則猜想①正確；
若出現(xiàn)

 

的現(xiàn)象，則猜想③正確．
（2）乙同學(xué)根據(jù)初中學(xué)過的知識(shí)分析了一下，認(rèn)為猜想③可以排除，他的理由是：

 

．
（3）丙同學(xué)通過對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，排除了猜想②，他的理由是：

 

．
科學(xué)探究的方法和途徑有多種，丁同學(xué)通過查找化學(xué)資料，證實(shí)了前幾位同學(xué)的實(shí)驗(yàn)和推理是正確的．

Answer 1

考點(diǎn)：實(shí)驗(yàn)探究物質(zhì)的性質(zhì)或變化規(guī)律,酸的化學(xué)性質(zhì),鹽的化學(xué)性質(zhì),碳的化學(xué)性質(zhì)

專題：科學(xué)探究

分析：探究性題目的做法是大膽推測，但要有合理的依據(jù)，不能憑空猜想；根據(jù)質(zhì)量守恒定律可知，堿式碳酸銅[Cu₂（OH）₂CO₃]的產(chǎn)物是有Cu、O、H、C中的一種或多種元素組合而成；根據(jù)題目信息（黑色粉末）可知，黑色物質(zhì)可以是題目所說的三種情況：①可能是氧化銅  ②可能是碳粉  ③可能是碳粉和氧化銅的混合物．
（1）根據(jù)氧化銅、碳和硫酸的性質(zhì)及其產(chǎn)物的顏色即可；
（2）根據(jù)碳和氧化銅在高溫情況下會(huì)發(fā)生反應(yīng)進(jìn)行分析；
（3）根據(jù)質(zhì)量守恒定律計(jì)算可知．

解答：解：根據(jù)質(zhì)量守恒定律可知，反應(yīng)前后元素的種類不變；堿式碳酸銅[Cu₂（OH）₂CO₃]的產(chǎn)物是有Cu、O、H、C中的一種或多種元素組合而成；結(jié)合題目信息（黑色粉末）可知，氧化銅和碳都是黑色固體；所以黑色物質(zhì)可以是題目所說的三種情況；故答案為：化學(xué)變化過程中元素不變，且氧化銅和炭粉都是黑色固體．
（1）①氧化銅和稀硫酸反應(yīng)生成硫酸銅和水，硫酸銅的水溶液的顏色是藍(lán)色的；
②氧化銅和稀硫酸反應(yīng)生成硫酸銅和水，硫酸銅的水溶液的顏色是藍(lán)色的；但是碳不會(huì)和硫酸反應(yīng)；
（2）氧化銅和碳在高溫條件下發(fā)生反應(yīng)生成銅和二氧化碳，所以在高溫條件下，氧化銅和碳不會(huì)同時(shí)存在；
（3）根據(jù)質(zhì)量守恒定律可知，反應(yīng)前后元素的種類、質(zhì)量均不發(fā)生改變；反應(yīng)前的碳的質(zhì)量是：4.44×

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222

×100%═0.24g，但是黑色粉末的質(zhì)量是3.2g，因此排除②．
故答案為：根據(jù)質(zhì)量定恒定律，化學(xué)反應(yīng)前后元素種類不變，氧化銅和碳粉都是黑色的；
（1）黑色固體全部消失，溶液變藍(lán)；
黑色固體部分消失，溶液變藍(lán)；
（2）碳和氧化銅在高溫下能發(fā)生反應(yīng)，因此高溫下碳粉和氧化銅不可能共存；
（3）4.44gCu₂（OH）₂CO₃中：m（C）=4.44g×

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222

=0.24g＜3.2g．

點(diǎn)評(píng)：做這類題目要有充足的知識(shí)和大膽的推測，這就要求學(xué)生平時(shí)多記一些物質(zhì)的性質(zhì)和特點(diǎn)（顏色，狀態(tài)）．