Question

與我市相鄰的陽春市石菉銅礦盛產(chǎn)堿式碳酸銅[Cu₂（OH）₂CO₃]，堿式碳酸銅是一種綠色固體，俗稱孔雀石，受熱分解有黑色固體生成．某化學實驗興趣小組的同學決定對這種黑色固體產(chǎn)物的成分進行探究，他們稱取11.1g堿式碳酸銅在試管中加熱使之完全分解，冷卻至室溫，稱得黑色固體產(chǎn)物的質量為8.0g．
猜想：
①該黑色固體產(chǎn)物可能是氧化銅；
②該黑色固體產(chǎn)物可能是碳粉；
③該黑色固體產(chǎn)物可能是氧化銅和碳粉的混合物．
實驗方案：
向盛有少量該黑色固體的試管中加入足量的稀硫酸，充分振蕩，靜置后觀察現(xiàn)象．
（1）觀察到的現(xiàn)象是

 

，證明猜想①正確；
（2）如果猜想③正確，觀察到的現(xiàn)象應是

 

．
思考：（1）同學們根據(jù)實驗數(shù)據(jù)進行計算，排除了猜想②，理由是

 

．
（2）同學們再從碳的化學性質分析，認為猜想③可以排除，理由是

 

．
結論：堿式碳酸銅受熱完全分解的化學方程式為

 

．
反思：如果往堿式碳酸銅固體中加入足量稀硫酸，發(fā)生的反應的化學方程式為：

 

．

Answer 1

分析：探究性題目的做法是大膽推測，但要有合理的依據(jù)，不能憑空猜想；根據(jù)質量守恒定律可知，堿式碳酸銅[Cu₂（OH）₂CO₃]的產(chǎn)物是有Cu、O、H、C中的一種或多種元素組合而成；根據(jù)題目信息（黑色粉末）可知，黑色物質可以是題目所說的三種情況．
實驗方案（1）根據(jù)氧化銅和硫酸的性質及其產(chǎn)物的顏色解決即可．
（2）根據(jù)氧化銅和硫酸的性質及其產(chǎn)物的顏色，結合碳不與硫酸反應的事實解決．
思考：（1）利用質量守恒定律元素的質量守恒解決即可．
（2）碳和氧化銅在高溫情況下會發(fā)生反應可知；利用實驗的事實結合質量守恒定律以及產(chǎn)物與硫酸的反應書寫有關的方程式即可．

解答：解：（1）氧化銅和稀硫酸反應生成硫酸銅和水，硫酸銅的水溶液的顏色是藍色的；
故答案為：試管中溶液變成藍色，黑色固體消失（或沒有黑色固體剩余）．
（2）氧化銅和稀硫酸反應生成硫酸銅和水，硫酸銅的水溶液的顏色是藍色的；但是碳不會和硫酸反應；
故答案為：試管中溶液變成藍色，仍有黑色固體剩余．
思考：（1）根據(jù)質量守恒定律可知，反應前后元素的種類、質量均不發(fā)生改變；反應前的碳的質量是：
11.1×（

12

222

×100%）═0.6g，但是黑色粉末的質量是8g，因此排除②；
故答案為：11.1g堿式碳酸銅中含有C：

12

222

×11.1g=0.6g＜8.0g．
（2）假如是氧化銅和碳的混合物，它們在高溫條件下反應生成銅和二氧化碳；也就是兩者不能共存．
實驗證明該黑色固體是氧化銅，依據(jù)質量受很定律元素的種類不變可知另外的產(chǎn)物是二氧化碳和水，同時可結合產(chǎn)物與硫酸的反應書寫堿式碳酸銅與硫酸的反應．
故答案為：在高溫下碳可以和氧化銅反應，也就是不能共存．
結論：Cu₂（OH）₂CO₃

△   .

2CuO+H₂O+CO₂↑；
反思：Cu₂（OH）₂CO₃+2H₂SO₄═2CuSO₄+3H₂O+CO₂↑．

點評：本題主要考查了利用所學過的知識，通過實驗探究堿式碳酸銅的受熱分解產(chǎn)物，其中涉及到依據(jù)碳和氧化銅的化學性質不同，選擇合適的試劑并根據(jù)實驗現(xiàn)象對二者進行鑒別的問題．