Question

16．我國(guó)勞動(dòng)人民早在五千年前就會(huì)使用木炭煉銅．在化學(xué)實(shí)驗(yàn)室里模擬煉銅，既可用傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)裝置（見圖甲），又能用改進(jìn)的微型實(shí)驗(yàn)裝置（見圖乙）．化學(xué)興趣小組采用圖乙裝置，開展以下探究活動(dòng)．

【提出問(wèn)題】木炭與CuO反應(yīng)所得紅色固體中含有什么物質(zhì)？
【查閱資料】
（1）寫出木炭與CuO反應(yīng)的化學(xué)方程式：C+2CuO$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Cu+CO₂↑，若該反應(yīng)進(jìn)行的不徹底，產(chǎn)物中還有氧化亞銅（Cu₂O，紅色固體）．
（2）Cu不溶于稀硫酸，Cu₂O能與稀硫酸反應(yīng)得到藍(lán)色CuSO₄溶液：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；③既有Cu也有Cu₂O．
【實(shí)驗(yàn)探究】
（1）取木炭、CuO兩種黑色粉末適量，再加少許CaC1₂（能降低反應(yīng)溫度，加快反應(yīng)速率）均勻混合，然后將黑色粉末裝入長(zhǎng)柄V形玻璃管的直管內(nèi)．
（2）按圖乙連好實(shí)驗(yàn)裝置，然后加熱反應(yīng)物；2分鐘后，黑色粉末出現(xiàn)紅熱現(xiàn)象，同時(shí)澄清的石灰水變渾濁，此時(shí)停止加熱．
（3）待玻璃管冷卻后，提取里面的紅色固體，進(jìn)行如下的驗(yàn)證：（相對(duì)原子質(zhì)量Cu-64  O-16）

步驟	現(xiàn)象	結(jié)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(yīng)	紅色固體部分減少，溶液變 為藍(lán)色	猜想①錯(cuò)誤
②濾出試管中殘留的紅色固體，洗滌干燥，稱其質(zhì)量為1.04g		猜想③正確

【評(píng)價(jià)反思】
（1）使用圖乙裝置與使用圖甲裝置相比，其優(yōu)點(diǎn)是節(jié)約藥品（寫出1條即可）．
（2）若要證明CaC1₂是該反應(yīng)的催化劑，還需要驗(yàn)證CaCl₂的質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)在反應(yīng)前后不變．

Answer 1

分析 【查閱資料】
根據(jù)反應(yīng)物、生成物的特點(diǎn)分析反應(yīng)類型；
【作出猜想】根據(jù)兩種物質(zhì)都有考慮；
【實(shí)驗(yàn)探究】
（2）據(jù)反應(yīng)C+2CuO$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Cu+CO₂↑可知，反應(yīng)過(guò)程中有二氧化碳產(chǎn)生，故石灰水會(huì)變渾濁；
（3）據(jù)紅色固體部分減少，推測(cè)含有Cu₂O；據(jù)銅的質(zhì)量推測(cè)原固體中含有銅單質(zhì)；
【評(píng)價(jià)反思】
（1）微型實(shí)驗(yàn)裝置藥品用量較少，節(jié)約藥品；
（2）據(jù)催化劑的特點(diǎn)“一變兩不變”分析；

解答 解：【查閱資料】碳與氧化銅反應(yīng)生成銅和二氧化碳，方程式為：C+2CuO$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Cu+CO₂↑；
【作出猜想】紅色固體的成分：③既有Cu也有Cu₂O．
【實(shí)驗(yàn)探究】
（2）據(jù)反應(yīng)C+2CuO$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Cu+CO₂↑可知，反應(yīng)過(guò)程中有二氧化碳產(chǎn)生，故石灰水會(huì)變渾濁；
（3）紅色固體部分減少，推測(cè)含有Cu₂O，故滴入的應(yīng)是稀硫酸，氧化亞銅與稀硫酸反應(yīng)生成硫酸銅、銅和水，故溶液變?yōu)樗{(lán)色，所以猜想①錯(cuò)誤；
由化學(xué)方程式Cu₂O+H₂SO₄═Cu+CuSO₄+H₂O知，每144份質(zhì)量的氧化亞銅反應(yīng)會(huì)生成64份質(zhì)量的銅，若有1.44g的氧化亞銅反應(yīng)會(huì)生成0.64g的銅，而實(shí)際收集到的銅的質(zhì)量為1.04g，故1.44g是氧化亞銅和銅的混合物．
【評(píng)價(jià)反思】
（1）微型實(shí)驗(yàn)裝置藥品用量較少，節(jié)約藥品；
（2）催化劑能改變其他物質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)速率，而本身的質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)在化學(xué)反應(yīng)前后不變，故若要證明CaC1₂是該反應(yīng)的催化劑，還需要驗(yàn)證CaCl₂的質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)在反應(yīng)前后不變；
故答案為：【查閱資料】C+2CuO$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Cu+CO₂↑；
【作出猜想】既有Cu也有Cu₂O；
【實(shí)驗(yàn)探究】
（2）變渾濁；
（3）稀硫酸，藍(lán)色，①；③；
【評(píng)價(jià)反思】
（1）節(jié)約藥品；
（2）質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)在反應(yīng)前后不變；

點(diǎn)評(píng) 有關(guān)實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)和對(duì)實(shí)驗(yàn)方案的評(píng)價(jià)是中考的熱點(diǎn)之一，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案時(shí)，要注意用最少的藥品和最簡(jiǎn)單的方法；關(guān)于對(duì)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案的評(píng)價(jià)，要在兩個(gè)方面考慮，一是方案是否可行，能否達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康�；二是設(shè)計(jì)的方法進(jìn)行比較，那種方法更簡(jiǎn)便．本考點(diǎn)主要出現(xiàn)在實(shí)驗(yàn)題中．