Question

15．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(jiàn)圖甲），又能用改進(jìn)的微型實(shí)驗(yàn)裝置（見(jiàn)圖乙）．化學(xué)興趣小組采用圖乙裝置，開(kāi)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)？
高溫
【查閱資料】
（1）木炭與CuO的反應(yīng)是：C+2CuO═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）．
（2）Cu₂O是紅色固體，能與稀硫酸反應(yīng)得到銅和硫酸銅溶液：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(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，寫(xiě)出該反應(yīng)的化學(xué)方程式Ca（OH）₂+CO₂=CaCO₃↓+H₂O
（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：

步驟	現(xiàn)象	結(jié)論
Ⅰ．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)色色	猜想①錯(cuò)誤
Ⅱ．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(xiě)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 【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；
（3）我國(guó)是現(xiàn)代濕法冶金術(shù)的先驅(qū)，在對(duì)金屬的運(yùn)用和金屬冶煉上也作出了巨大的成就，西漢時(shí)期，我國(guó)勞動(dòng)人民就會(huì)運(yùn)用濕法冶金制銅，硫酸銅溶液遇到金屬鐵時(shí)，鐵與硫酸銅發(fā)生置換反應(yīng)能生成金屬銅寫(xiě)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(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；方程式為：Ca（OH）₂+CO₂=CaCO₃↓+H₂O；
（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；
（3）現(xiàn)代濕法冶金術(shù)的先驅(qū)，早在西漢時(shí)期劉安在《淮南萬(wàn)畢術(shù)》中寫(xiě)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(shuō)：硫酸銅溶液遇到金屬鐵時(shí)，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(shí)驗(yàn)探究】
（2）變渾濁； Ca（OH）₂+CO₂=CaCO₃↓+H₂O
（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．