Question

【題目】3000多年前，我國(guó)已經(jīng)能用孔雀石[主要成分Cu（OH）2CO3]和木炭為原料煉銅。為了證實(shí)該歷史的真實(shí)性，取含銅元素質(zhì)量為2m的堿式碳酸銅和一定量的木炭粉進(jìn)行加熱，完全反應(yīng)后得到紅色固體（銅元素幾乎完全轉(zhuǎn)移到紅色固體中）。

（提出問(wèn)題）該紅色固體的成分是什么？

（查閱資料）含銅元素的紅色固體除了銅，還有氧化亞銅（Cu2O）；Cu2O能與稀硫酸反應(yīng)，其化學(xué)方程式為；CuSO4溶于水呈藍(lán)色。

（猜想與假設(shè)）①紅色固體是Cu；②紅色固體是Cu2O；③紅色固體是_____。

（實(shí)驗(yàn)方案）

實(shí)驗(yàn)操作	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	實(shí)驗(yàn)結(jié)論
取實(shí)驗(yàn)所得紅色固體的1/2于一支試管中，加入足量的稀硫酸	①_____	②_____
	③_____	④_____

（反思）經(jīng)分析，上述方案仍可能無(wú)法得出正確結(jié)論。請(qǐng)你從定量的角度進(jìn)一步設(shè)計(jì)方案。你的方案是_____。

Answer 1

【答案】Cu和Cu2O 無(wú)明顯現(xiàn)象 紅色固體是Cu（或猜想①正確） 固體部分減少，溶液變?yōu)樗{(lán)色（答到溶液顏色變藍(lán)即可） 紅色固體是Cu2O或紅色固體是Cu和Cu2O（猜想②或③正確） 方案：稱量剩余紅色固體，設(shè)其質(zhì)量為x。若質(zhì)量x=m，則為Cu；若質(zhì)量x=9m/8，則為Cu2O；若質(zhì)量m﹤x ﹤9m/8，則為Cu和Cu2O。（合理即可）

【解析】

猜想與假設(shè)：

①紅色固體是Cu；②紅色固體是Cu2O；③紅色固體是Cu和Cu2O。

實(shí)驗(yàn)方案：

因?yàn)殂~單質(zhì)不和稀硫酸反應(yīng)，Cu2O能與稀硫酸反應(yīng)，其化學(xué)方程式為；CuSO4溶于水呈藍(lán)色。取實(shí)驗(yàn)所得紅色固體的1/2于一支試管中，加入足量的稀硫酸， 若無(wú)明顯現(xiàn)象，則紅色固體是Cu（或猜想①正確），若固體部分減少，溶液變?yōu)樗{(lán)色，紅色固體是Cu2O或紅色固體是Cu和Cu2O（猜想②或③正確）

反思：

方案：稱量剩余紅色固體。

設(shè)剩余紅色固體質(zhì)量為x，因?yàn)轭}中實(shí)驗(yàn)方案中已用掉紅色固體的1/2，還剩紅色固體的1/2。根據(jù)堿式碳酸銅中銅元素總質(zhì)量為2m，則剩余紅色固體中銅元素質(zhì)量為m。因此若剩余紅色固體質(zhì)量x=m，則為Cu；若剩余紅色固體是Cu2O，可根據(jù)銅元素質(zhì)量m，計(jì)算出Cu2O的質(zhì)量為。計(jì)算過(guò)程如下：

x= 。

因此若剩余紅色固體質(zhì)量x=，則紅色固體是Cu2O；若質(zhì)量m﹤x ﹤，則紅色固體為Cu和Cu2O。（合理即可）。