Question

【題目】我國勞動人民早在五千年前就會使用木炭煉銅．在化學實驗室里模擬煉銅，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反應所得紅色固體中含有什么物質？

（查閱資料）（1）木炭與CuO的反應是：C+2CuO2Cu+CO2↑，若該反應進行的不徹底，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：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_______________．

（實驗探究）

（1）取木炭、CuO兩種黑色粉末適量，再加少許CaC12（能降低反應溫度，加快反應速率）均勻混合，然后將黑色粉末裝入長柄V形玻璃管的直管內．

（2）按圖乙連好實驗裝置，____________,然后加熱反應物；2分鐘后，黑色粉末出現(xiàn)紅熱現(xiàn)象，同時澄清的石灰水_______________，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	結論
①取2.88g紅色固體裝入試管，滴入足量 的_______________，充分反應	紅色固體部分減少，溶液變 為_______________色	猜想____錯誤
②濾了試管中殘留的紅色固體，洗滌干燥 稱其質量為2.08g		猜想____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_______________（寫出1條即可）；

（2）要證明氯化鈣CaCl2是催化劑還需要驗證CaCl2反應前后__________________不變．

（拓展提高）

我們生活中的銅有一部分是由輝銅礦（主要成分為硫化亞銅（Cu2S））的礦石冶煉而成，經(jīng)測定該礦石由硫化亞銅（Cu2S）和其他不含銅元素的物質組成．現(xiàn)用100g該礦石制得2.16g純氧化亞銅（Cu2O），該純氧化亞銅（Cu2O）中銅元素的質量是__________g．若制得氧化亞銅（Cu2O）的過程中，銅元素的總損耗為20%，通過計算確定該礦石中硫化亞銅（Cu2S）的質量分數(shù)_________？（請寫出計算過程）．

Answer 1

【答案】 Cu和 Cu2O的混合物 加石灰水 ， 變渾濁 ； 稀鹽酸或稀硫酸 ， 藍 ， ① ； ③ ； 節(jié)約藥品（合理即可） ； 質量和化學性質 ； 1.92 g． 3%

【解析】【作出猜想】紅色固體可能是Cu和Cu2O的混合物；

【實驗探究】

（2）固體藥品裝好后，再向V型管中加入液體澄清石灰水；碳與氧化銅反應有二氧化碳氣體生成，故澄清石灰水變渾濁；

（3）向紅色固體中加入某物質后，紅色固體部分減少，故加入的是酸，稀硫酸或稀鹽酸；紅色部分減少是由于稀硫酸與氧化亞銅反應生成硫酸銅和銅等物質，故溶液變?yōu)樗{色；可以得出紅色固體可能是銅和氧化亞銅的混合物，也可能是氧化亞銅，故猜想①錯誤；假設2.88g的紅色固體全部是氧化亞銅，生成銅的質量為x

Cu2O+H2SO4====Cu+CuSO4+H2O

144 64

2.88g x

=，解得x=1.38g，最終稱得紅色固體的質量為2.08g，故原紅色固體中有銅，故猜想③正確；

【評價反思】

（1）圖乙裝置與圖甲裝置相比較的優(yōu)點是操作簡便，節(jié)約藥品；、

（2）催化劑在反應前后的質量和化學性質不變，故要證明氯化鈣是該反應的催化劑還需要證明氯化鈣在反應前后的質量和化學性質沒有變化；

【拓展提高】

2.16g純氧化亞銅（Cu2O）中銅的質量為2.16g×=1.92g；

1.92÷（1-20%）=2.4g

含銅2.4g的硫化亞銅的質量為2.4g÷=3g

故100g樣品中硫化亞銅的質量分數(shù)為3g÷100g×100%=3%。