Question

14．某化學(xué)興趣小組按照如圖裝置進(jìn)行木炭還原氧化銅的實(shí)驗(yàn)，很快發(fā)現(xiàn)試管①、試管②中分別出現(xiàn)黑色的粉末變成紅色的粉末，澄清的石灰水變渾濁的現(xiàn)象．從而得到的結(jié)論是2CuO+C$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Cu+CO₂↑、Ca（OH）₂+CO₂=CaCO₃↓+H₂O（用化學(xué)方程式表示）．在對(duì)該實(shí)驗(yàn)進(jìn)行總結(jié)時(shí)，大家對(duì)木炭還原氧化銅的最終產(chǎn)物產(chǎn)生的興趣：碳還原氧化銅得到氧會(huì)不會(huì)生成CO？而CuO失去氧會(huì)不會(huì)生成Cu₂O（氧化亞銅）？并為此進(jìn)行了以下探究過程．
【查閱資料】
①紅色固體不僅只有Cu，還有Cu₂O
②Cu₂O+H₂SO₄（稀）=Cu+CuSO₄+H₂O （CuSO₄溶于水溶液呈藍(lán)色）
③微量的CO氣體能使?jié)駶?rùn)的黃色氯化鈀試紙變藍(lán)色．
【猜想】
（a）紅色固體只有Cu，氣體只有CO₂．
（b）紅色固體是Cu₂O，氣體是CO．
（c）紅色固體是Cu和Cu₂O的混合物，氣體是CO₂和CO的混合物
【探究步驟】
Ⅰ．興趣小組首先對(duì)C和CuO反應(yīng)的氣體產(chǎn)物進(jìn)行了探究．以下是他們進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的部分流程（裝置氣密性良好，濃硫酸起干燥作用）：

通過以上實(shí)驗(yàn)，觀察到澄清石灰水變渾濁和濕潤(rùn)的黃色氯化鈀試紙變藍(lán)色的現(xiàn)象，說明氣體產(chǎn)物是CO₂和CO的混合物．
Ⅱ．首先對(duì)C和CuO反應(yīng)的固體產(chǎn)物進(jìn)行了探究．以下是他們進(jìn)行實(shí)驗(yàn)后的實(shí)驗(yàn)報(bào)告，請(qǐng)你仔細(xì)閱讀后完成相關(guān)的報(bào)告內(nèi)容

實(shí) 驗(yàn) 操 作	實(shí) 驗(yàn) 現(xiàn) 象	實(shí) 驗(yàn) 結(jié) 論
取7.2g紅色固體，置于燒杯中，向其中加入足量稀硫酸，充分?jǐn)嚢�，靜置．	若無現(xiàn)象．	證明紅色固體是銅．
	若有無色變成藍(lán)色， 且有不溶物現(xiàn)象．	證明紅色固體肯定含有氧化亞銅，可能含有銅．
取上述反應(yīng)液過濾、洗滌、干燥和稱量，得固體6.8g．		確認(rèn)紅色固體是銅和氧化亞銅．（寫出詳盡的計(jì)算過程）

Answer 1

分析 氧化銅能和木炭反應(yīng)生成銅和二氧化碳，二氧化碳能使澄清的石灰水變渾濁；根據(jù)反應(yīng)物、生成物、反應(yīng)條件及其質(zhì)量守恒定律可以書寫化學(xué)方程式．
【猜想】
紅色固體只有Cu，氣體只有CO₂；紅色固體是Cu₂O，氣體是CO；紅色固體是Cu和Cu₂O的混合物，氣體是CO₂和CO的混合物．
【探究步驟】
Ⅰ．澄清的石灰水變渾濁，說明產(chǎn)物中有二氧化碳，濕潤(rùn)的黃色氯化鈀試紙變藍(lán)色，說明產(chǎn)物中有一氧化碳；
Ⅱ．向紅色固體中加入足量稀硫酸時(shí)，若無明顯現(xiàn)象，說明紅色固體中只有銅；若溶液由無色變成藍(lán)色，且有不溶物時(shí)，說明紅色固體中肯定含有氧化亞銅，是否含有銅無法確定；
根據(jù)得到的固體質(zhì)量，通過計(jì)算可以確定紅色固體的組成．

解答 解：加熱時(shí)，氧化銅和木炭反應(yīng)生成紅色的銅和二氧化碳，二氧化碳和氫氧化鈣反應(yīng)能生成碳酸鈣沉淀和水，反應(yīng)的化學(xué)方程式分別為：
2CuO+C$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Cu+CO₂↑、Ca（OH）₂+CO₂=CaCO₃↓+H₂O．
故填：黑色的粉末變成紅色的粉末，澄清的石灰水變渾濁；2CuO+C$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Cu+CO₂↑、Ca（OH）₂+CO₂=CaCO₃↓+H₂O．
【猜想】
紅色固體可能是氧化亞銅，氣體可能是一氧化碳．
故填：Cu₂O；CO．
【探究步驟】
Ⅰ．如果氣體產(chǎn)物是二氧化碳和一氧化碳，可以觀察到澄清的石灰水變渾濁，濕潤(rùn)的黃色氯化鈀試紙變藍(lán)色．
故填：濕潤(rùn)的黃色氯化鈀試紙變藍(lán)色．
Ⅱ．向紅色固體中加入足量稀硫酸時(shí)，若無明顯現(xiàn)象，說明紅色固體中只有銅．
如果溶液由無色變成藍(lán)色，且有不溶物時(shí)，說明紅色固體中肯定含有氧化亞銅，可能含有銅．
解：假設(shè)固體生成物只有氧化亞銅，設(shè)生成銅的質(zhì)量為X，
  Cu₂O+H₂SO₄（稀）=Cu+CuSO₄+H₂O 
  144             64
  7.2g            X
$\frac{144}{7.2g}$=$\frac{64}{X}$，
X=3.2g，
與得到的固體質(zhì)量不符；
假設(shè)固體生成物只有銅，因?yàn)殂~不能和稀硫酸反應(yīng)，得到的固體應(yīng)該是7.2g，與得到的固體質(zhì)量不符；
綜上所述，兩種假設(shè)都不正確，固體中含有氧化亞銅和銅．
故填：

實(shí) 驗(yàn) 操 作	實(shí) 驗(yàn) 現(xiàn) 象	實(shí) 驗(yàn) 結(jié) 論
取7.2g紅色固體，置于燒杯中，向其中加入足量稀硫酸，充分?jǐn)嚢�，靜置．	若無現(xiàn)象．	證明紅色固體是銅．
	若有無色變成藍(lán)色， 且有不溶物現(xiàn)象．	證明紅色固體肯定含有氧化亞銅，可能含有銅．
取上述反應(yīng)液過濾、洗滌、干燥和稱量，得固體6.8g．		確認(rèn)紅色固體是銅和氧化亞銅．（寫出詳盡的計(jì)算過程）

點(diǎn)評(píng) 本題采用了假設(shè)法，如果假設(shè)與結(jié)果相符，說明假設(shè)正確，如果假設(shè)與結(jié)果不符，說明假設(shè)不正確．