Question

碱式碳酸铜【化学式Cu₂（OH）₂CO₃，相对分子质量222】，加热完全分解后生成的黑色固体是什么？甲、乙、丙、丁四位同学对此进行了探究．他们称取了4.44g碱式碳酸铜在试管中高温加热使之完全分解，冷却到室温后，称量黑色固体产物质量为3.2g．
他们对固体产物作出了以下猜想：①可能是氧化铜；②可能是碳粉；③可能是碳粉和氧化铜的混合物．以上猜想的理由是：

 

．
（1）甲同学设计的实验方案是：向盛有少量该黑色固体的试管中加入足量的稀硫酸，充分振荡，静置后观察现象．
若出现

 

的现象，则猜想①正确；
若出现

 

的现象，则猜想③正确．
（2）乙同学根据初中学过的知识分析了一下，认为猜想③可以排除，他的理由是：

 

．
（3）丙同学通过对实验数据进行计算，排除了猜想②，他的理由是：

 

．
科学探究的方法和途径有多种，丁同学通过查找化学资料，证实了前几位同学的实验和推理是正确的．

Answer 1

考点：实验探究物质的性质或变化规律,酸的化学性质,盐的化学性质,碳的化学性质

专题：科学探究

分析：探究性题目的做法是大胆推测，但要有合理的依据，不能凭空猜想；根据质量守恒定律可知，碱式碳酸铜[Cu₂（OH）₂CO₃]的产物是有Cu、O、H、C中的一种或多种元素组合而成；根据题目信息（黑色粉末）可知，黑色物质可以是题目所说的三种情况：①可能是氧化铜  ②可能是碳粉  ③可能是碳粉和氧化铜的混合物．
（1）根据氧化铜、碳和硫酸的性质及其产物的颜色即可；
（2）根据碳和氧化铜在高温情况下会发生反应进行分析；
（3）根据质量守恒定律计算可知．

解答：解：根据质量守恒定律可知，反应前后元素的种类不变；碱式碳酸铜[Cu₂（OH）₂CO₃]的产物是有Cu、O、H、C中的一种或多种元素组合而成；结合题目信息（黑色粉末）可知，氧化铜和碳都是黑色固体；所以黑色物质可以是题目所说的三种情况；故答案为：化学变化过程中元素不变，且氧化铜和炭粉都是黑色固体．
（1）①氧化铜和稀硫酸反应生成硫酸铜和水，硫酸铜的水溶液的颜色是蓝色的；
②氧化铜和稀硫酸反应生成硫酸铜和水，硫酸铜的水溶液的颜色是蓝色的；但是碳不会和硫酸反应；
（2）氧化铜和碳在高温条件下发生反应生成铜和二氧化碳，所以在高温条件下，氧化铜和碳不会同时存在；
（3）根据质量守恒定律可知，反应前后元素的种类、质量均不发生改变；反应前的碳的质量是：4.44×

12

222

×100%═0.24g，但是黑色粉末的质量是3.2g，因此排除②．
故答案为：根据质量定恒定律，化学反应前后元素种类不变，氧化铜和碳粉都是黑色的；
（1）黑色固体全部消失，溶液变蓝；
黑色固体部分消失，溶液变蓝；
（2）碳和氧化铜在高温下能发生反应，因此高温下碳粉和氧化铜不可能共存；
（3）4.44gCu₂（OH）₂CO₃中：m（C）=4.44g×

12

222

=0.24g＜3.2g．

点评：做这类题目要有充足的知识和大胆的推测，这就要求学生平时多记一些物质的性质和特点（颜色，状态）．