Question

10．某化学兴趣小组的同学在探究木炭还原氧化铜时，将得到的铜粉放入一定质量分数的稀硫酸后，发现这种铜粉和稀硫酸相遇时虽然没有气泡产生，但溶液颜色由无色变为了蓝色．这是什么原因呢？
【提出问题一】木炭与CuO反应所得红色固体中含有什么物质？
【作出猜想】红色固体的成分：①全部是Cu；②全部是Cu₂O；③Cu和Cu₂O的混合物
【查阅资料】（1）木炭与CuO的反应是：C+2CuO$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Cu+CO₂↑，若该反应进行得不彻底，产物中还有氧化亚铜（Cu₂O）；
（2）Cu₂O是红色固体，能与稀硫酸反应：Cu₂O+H₂SO₄═Cu+CuSO₄+H₂O．
【初步判断】由以上信息可知，猜想①不正确．
【实验探究】提取木炭与CuO反应后所得的红色固体，进行如下的验证：取一定量的红色固体m克于烧杯中，加入足量的H₂SO₄溶液，出现溶液由无色变成蓝色，且有红色固体剩余现象；待充分反应后，过滤，取滤渣洗涤干燥，称其质量为n克，若$\frac{4m}{9}$＜n＜m（填m与n的关系式），则猜想③成立．

Answer 1

分析 【初步判断】根据铜在氢的后面，铜与硫酸不反应解答；
【实验探究】Cu₂O是红色固体，能与稀硫酸反应：Cu₂O+H₂SO₄═Cu+CuSO₄+H₂O，据红色固体部分减少，推测含有Cu₂O；据铜的质量推测原固体中含有铜单质．

解答 解：
【初步判断】铜在氢的后面，铜与硫酸不反应，由以上信息可知，猜想①不正确；
【实验探究】Cu₂O是红色固体，能与稀硫酸反应：Cu₂O+H₂SO₄═Cu+CuSO₄+H₂O．故提取木炭与CuO反应后所得的红色固体，进行如下的验证：取一定量的红色固体m克于烧杯中，加入足量的H₂SO₄溶液，出现溶液由无色变成蓝色，且有红色固体剩余；
设mg氧化亚铜完全反应生成铜的质量为n
由化学方程式Cu₂O+H₂SO₄═Cu+CuSO₄+H₂O
            144        64
             m          n
$\frac{144}{m}=\frac{64}{n}$
n=$\frac{9m}{4}$
当$\frac{4m}{9}$＜n＜m时，则猜想③成立．
答案：
【初步判断】①；     
【实验探究】H₂SO₄溶液溶液由无色变成蓝色，且有红色固体剩余；$\frac{4m}{9}$＜n＜m．

点评 有关实验方案的设计和对实验方案的评价是中考的热点之一，设计实验方案时，要注意用最少的药品和最简单的方法；关于对实验设计方案的评价，要在两个方面考虑，一是方案是否可行，能否达到实验目的；二是设计的方法进行比较，那种方法更简便．本考点主要出现在实验题中．