Question

我国劳动人民早在五千年前就会使用木炭炼铜．在化学实验室里模拟炼铜，既可用传统的实验装置（见图甲），又能用改进的微型实验装置（见图乙）．化学兴趣小组采用图乙装置，开展以下探究活动

【提出问题】木炭与CuO反应所得红色固体中含有什么物质？

【查阅资料】

（1）木炭与CuO的反应是：C+2CuO2Cu+CO2↑，若该反应进行的不彻底，产物中还有氧化亚铜（Cu2O）．

（2）Cu2O是红色固体，能与稀硫酸反应：Cu2O+H2SO4═Cu+CuSO4+H2O

【作出猜想】红色固体的成分：①全部是Cu；②全部是Cu2O；③　 　．

【实验探究】

（1）取木炭、CuO两种黑色粉末适量，再也少许CaC12（能降低反应温度，加快反应速率）均匀混合，然后将黑色粉末装入长柄V形玻璃管的直管内．

（2）按图乙连好实验装置，然后加热反应物；2分钟后，黑色粉末出现红热现象，同时澄清的石灰水 ，此时停止加热．

（3）待玻璃管冷却后，提取里面的红色固体，进行如下的验证：

步骤	现象	结论
①取1.44g红色固体装入试管，滴入足量的　 ，充分反应	红色固体部分减少，溶为变 为 　色	猜想 错误
②滤了试管中残留的红色固体，洗涤干燥，称其质量为1.04g	/	猜想 正确

【评价反思】

（1）使用图乙装置与使用图甲装置相比，其优点是　 （写出1条即可）．

（2）若要证明CaC12是该反应的催化剂，还需要验证CaCl2的　 　．

（3）在铜的冶炼史中，我国劳动人民还有一项重大发明就是“湿法炼铜”，该方法可用化学方程式表示为　 ．

 

Answer 1

【作出猜想】既有Cu也有Cu2O【实验探究】（2）变浑浊（3）稀硫酸，蓝色，①；③【评价反思】（1）节约药品；（2）质量和化学性质在反应前后不变（3）Fe+CuSO4═FeSO4+Cu

【解析】

试题分析：【作出猜想】根据质量守恒定律可知，红色固体的成分：③既有Cu也有Cu2O

【实验探究】

（2）据反应C+2CuO2Cu+CO2↑可知，反应过程中有二氧化碳产生，故石灰水会变浑浊（3）红色固体部分减少，推测含有Cu2O，故滴入的应是稀硫酸，氧化亚铜与稀硫酸反应生成硫酸铜、铜和水，故溶液变为蓝色，所以猜想①错误；由化学方程式Cu2O+H2SO4═Cu+CuSO4+H2O知，每144份质量的氧化亚铜反应会生成64份质量的铜，若有1.44g的氧化亚铜反应会生成0.64g的铜，而实际收集到的铜的质量为1.04g，故1.44g是氧化亚铜和铜的混合物；

【评价反思】

（1）微型实验装置药品用量较少，节约药品；（2）催化剂能改变其他物质的化学反应速率，而本身的质量和化学性质在化学反应前后不变，故若要证明CaC12是该反应的催化剂，还需要验证CaCl2的 质量和化学性质在反应前后不变；（3）现代湿法冶金术的先驱，早在西汉时期刘安在《淮南万毕术》中写到“曾青（CuSO4）得铁则化为铜”，其中的“曾青”就是指硫酸铜．这句话的意思就是说：硫酸铜溶液遇到金属铁时，铁与硫酸铜发生置换反应能生成金属铜，反应的化学方程式为：Fe+CuSO4═FeSO4+Cu

考点：实验探究物质的组成成分以及含量；常见气体的检验与除杂方法；催化剂的特点与催化作用；碳的化学性质；书写化学方程式。