Question

8．氧化銅可溶于稀硫酸，某同學為探究稀硫酸中的哪種粒子（H₂O、H⁺、SO₄^2-）使氧化銅溶解設計了如下實驗．
【提出假設】
假設Ⅰ：H₂SO₄溶液中的H₂O使氧化銅溶解；
假設Ⅱ：H₂SO₄溶液中的H⁺使氧化銅溶解；
假設Ⅲ：H₂SO₄溶液中的SO₄^2-使氧化銅溶解．
【實驗探究】
（1）實驗①氧化銅不溶解，可以驗證假設Ⅰ不成立．
（2）實驗②的目的是驗證假設Ⅲ，則X溶液為Na₂SO₄（或K₂SO₄等），滴加X溶液后氧化銅仍未溶解．欲得出實驗結(jié)論，可向加入X溶液后的試管中加入H₂SO₄，發(fā)現(xiàn)氧化銅溶解．
（3）氧化銅溶于稀硫酸的離子方程式為CuO+2H⁺=Cu²⁺+H₂O．

Answer 1

分析 【提出假設】根據(jù)所學知識，稀硫酸中存在H⁺、SO₄^2-、H₂O三種粒子，提出假設并不困難，一般都知道應是三種粒子中的某一種使CuO溶解，所以可以假設Ⅲ：使氧化銅溶解的可能是SO₄^2-；
【實驗探究】（1）因為現(xiàn)象是氧化銅不溶解，所以結(jié)論是水分子不能使氧化銅溶解；
（2）因為實驗Ⅰ證明了H₂O不能使CuO溶解的結(jié)論，實驗Ⅱ：H₂SO₄溶液中的H⁺使氧化銅溶解；實驗Ⅲ：H₂SO₄溶液中既有H⁺，又有SO₄^2-和H₂O，其中水分子已經(jīng)證明了不能使CuO溶解，而且知道實驗Ⅱ中的現(xiàn)象是氧化銅溶解，但三個實驗必須得出實驗結(jié)果，所以實驗Ⅲ中應加入的物質(zhì)應該是含硫酸根的溶液，進而排除硫酸根是否能溶解氧化銅的結(jié)論；通過實驗可以得知，水分子和硫酸根離子都不能使氧化銅溶解，使氧化銅溶解的是氫離子，只有含有大量氫離子的溶液才可以和氧化銅反應使之溶解，可向加入X溶液后的試管中加入硫酸；
（3）CuO與氫離子反應生成銅離子和水，據(jù)此寫出反應的離子方程式．

解答 解：【提出假設】根據(jù)稀硫酸溶液中存在的微粒進行假設，溶液中存在H₂O，H⁺，SO₄^2-三種微粒，設計三個實驗分別驗證起作用的微粒，所以可以假設Ⅲ：使氧化銅溶解的可能是SO₄^2-，
故答案為：SO₄^2-；
【實驗探究】（1）實驗①的試管中的液體成分為水，實驗①氧化銅不溶解，該實驗證明水不溶解CuO，
故答案為：I；
（2）實驗Ⅲ：H₂SO₄溶液中既有H⁺，又有SO₄^2-和H₂O，實驗Ⅰ證明了H₂O不能使CuO溶解的結(jié)論，實驗Ⅱ：H₂SO₄溶液中的H⁺使氧化銅溶解，要想證明起作用的是H⁺，首先要排除SO₄^2-的干擾，所以在Ⅲ中應該加入含SO₄^2-的鹽，如Na₂SO₄（或K₂SO₄等），通過對比實驗驗證起作用的成分，得出結(jié)論是：氧化銅固體溶于稀H₂SO₄是稀硫酸H⁺在起作用，而H₂O、SO₄^2-兩種粒子都不能使CuO溶解，所以可向加入X溶液后的試管中加入H₂SO₄，可使氧化銅溶解，
故答案為：Na₂SO₄（或K₂SO₄等）；H₂SO₄；
（3）CuO與硫酸電離的氫離子反應生成銅離子和水，反應的離子方程式為：CuO+2H⁺=Cu²⁺+H₂O，
故答案為：CuO+2H⁺=Cu²⁺+H₂O．

點評 本題考查了性質(zhì)實驗方案的設計，題目難度中等，明確題干信息正確常見物質(zhì)的化學性質(zhì)為解答此類題的關(guān)鍵，注意掌握物質(zhì)性質(zhì)實驗方案的設計原則，試題側(cè)重考查學生的分析、理解能力及化學實驗能力．