Question

7．我國勞動人民早在五千年前就會使用木炭煉銅．在化學(xué)實驗室里模擬煉銅，既可用傳統(tǒng)的實驗裝置（見圖甲），又能用改進的微型實驗裝置（見圖乙）．化學(xué)興趣小組采用圖乙裝置，開展以下探究活動．

【提出問題】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）木炭與CuO的反應(yīng)是：C+2CuO$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Cu+CO₂↑，若該反應(yīng)進行的不徹底，產(chǎn)物中還有氧化亞銅（Cu₂O）
（2）Cu₂O是紅色固體，能與稀硫酸反應(yīng)：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．
【實驗探究】
（1）取木炭、CuO兩種黑色粉末適量，再也少許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柄V形玻璃管的直管內(nèi)．
（2）按圖乙連好實驗裝置，然后加熱反應(yīng)物；2分鐘后，黑色粉末出現(xiàn)紅熱現(xiàn)象，同時澄清的石灰水變渾濁，此時停止加熱．
（3）待玻璃管冷卻后，提取里面的紅色固體，進行如下的驗證：

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 為藍色	猜想①錯誤
②濾了試管中殘留的紅色固體，洗滌干燥 稱其質(zhì)量為1.04g	有紅色固體	猜想③正確

【評價反思】
（1）使用圖乙裝置與使用圖甲裝置相比，其優(yōu)點是節(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，還需要驗證CaCl₂的質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)在反應(yīng)前后不變．
（3）在銅的冶煉史中，我國勞動人民還有一項重大發(fā)明就是“濕法煉銅”，該方法可用化學(xué)方程式表示為Fe+CuSO₄═FeSO₄+Cu．

Answer 1

分析 【作出猜想】根據(jù)兩種物質(zhì)都有考慮；
【實驗探究】
（2）據(jù)反應(yīng)C+2CuO$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Cu+CO₂↑可知，反應(yīng)過程中有二氧化碳產(chǎn)生，故石灰水會變渾濁；
（3）據(jù)紅色固體部分減少，推測含有Cu₂O；據(jù)銅的質(zhì)量推測原固體中含有銅單質(zhì)；
【評價反思】
（1）微型實驗裝置藥品用量較少，節(jié)約藥品；
（2）據(jù)催化劑的特點“一變兩不變”分析；
（3）我國是現(xiàn)代濕法冶金術(shù)的先驅(qū)，在對金屬的運用和金屬冶煉上也作出了巨大的成就，西漢時期，我國勞動人民就會運用濕法冶金制銅，硫酸銅溶液遇到金屬鐵時，鐵與硫酸銅發(fā)生置換反應(yīng)能生成金屬銅寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式即可．

解答 解：【作出猜想】紅色固體的成分：③既有Cu也有Cu₂O．
【實驗探究】
（2）據(jù)反應(yīng)C+2CuO$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Cu+CO₂↑可知，反應(yīng)過程中有二氧化碳產(chǎn)生，故石灰水會變渾濁；
（3）紅色固體部分減少，推測含有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{色，所以猜想①錯誤；
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)會生成64份質(zhì)量的銅，若有1.44g的氧化亞銅反應(yīng)會生成0.64g的銅，而實際收集到的銅的質(zhì)量為1.04g，故1.44g是氧化亞銅和銅的混合物．
【評價反思】
（1）微型實驗裝置藥品用量較少，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，還需要驗證CaCl₂的質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)在反應(yīng)前后不變；
（3）現(xiàn)代濕法冶金術(shù)的先驅(qū)，早在西漢時期劉安在《淮南萬畢術(shù)》中寫到“曾青（CuSO₄）得鐵則化為銅”，其中的“曾青”就是指硫酸銅．這句話的意思就是說：硫酸銅溶液遇到金屬鐵時，鐵與硫酸銅發(fā)生置換反應(yīng)能生成金屬銅，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：Fe+CuSO₄═FeSO₄+Cu．
故答案為：【作出猜想】既有Cu也有Cu₂O；
【實驗探究】
（2）變渾濁；
（3）藍；①；有紅色固體；③；
【評價反思】
（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；
（3）Fe+CuSO₄═FeSO₄+Cu．

點評 有關(guān)實驗方案的設(shè)計和對實驗方案的評價是中考的熱點之一，設(shè)計實驗方案時，要注意用最少的藥品和最簡單的方法；關(guān)于對實驗設(shè)計方案的評價，要在兩個方面考慮，一是方案是否可行，能否達到實驗?zāi)康�；二是設(shè)計的方法進行比較，那種方法更簡便．本考點主要出現(xiàn)在實驗題中．