Question

小明、小強和小紅三位同學(xué)在一起對堿式碳酸銅[Cu₂（OH）₂CO₃，相對分子質(zhì)量為222]受熱完全分解后黑色固體產(chǎn)物的成分進行探究．他們稱取5.0g堿式碳酸銅在試管中加熱使之完全分解，冷卻至室溫，稱量黑色固體產(chǎn)物質(zhì)量為3.6g．
他們根據(jù)堿式碳酸銅的化學(xué)式對黑色固體產(chǎn)物做出了以下猜想：①可能是氧化銅；②可能是炭粉；③可能是氧化銅和炭粉的混合物．他們做出以上猜想的依據(jù)是：

 

．
（1）小明設(shè)計的實驗方案是：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．
如果猜想①正確，現(xiàn)象應(yīng)是

 

；
如果猜想③正確，現(xiàn)象應(yīng)是

 

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（2）小強進一步思考后，根據(jù)碳的化學(xué)性質(zhì)，認為猜想③可以排除．他的理由是：

 

．
（3）小紅通過對得到的實驗數(shù)據(jù)進行計算，排除了②．她的理由是：

 

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（4）科學(xué)探究的方法和途徑有多種．若證明某黑色粉末確由氧化銅和炭粉組成，你還可用什么方法：

 

．

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(zhì)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(zhì)可以是題目所說的三種情況．
（1）根據(jù)氧化銅、碳和硫酸的性質(zhì)及其產(chǎn)物的顏色即可．
（2）碳和氧化銅在高溫情況下會發(fā)生反應(yīng)可知．
（3）有質(zhì)量守恒定律可知．
（4）碳和氧化銅在高溫情況下會發(fā)生反應(yīng)的產(chǎn)物性質(zhì)可知．

解答：解：
根據(jù)質(zhì)量守恒定律可知，反應(yīng)前后元素的種類不變；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；結(jié)合題目信息（黑色粉末）可知，氧化銅和碳都是黑色固體；所以黑色物質(zhì)可以是題目所說的三種情況；故答案為：化學(xué)變化過程中元素不變，且氧化銅和炭粉都是黑色固體．
（1）
①氧化銅和稀硫酸反應(yīng)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(yīng)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(yīng)；故答案為：試管中溶液變成藍色，仍有黑色固體剩余．
（2）氧化銅和碳在高溫條件下發(fā)生反應(yīng)生成銅和二氧化碳，所以在高溫條件下，氧化銅和碳不會同時存在，故答案為：在加熱的條件下，氧化銅和單質(zhì)碳能發(fā)生反應(yīng)．
（3）根據(jù)質(zhì)量守恒定律可知，反應(yīng)前后元素的種類、質(zhì)量均不發(fā)生改變；反應(yīng)前的碳的質(zhì)量是：
5.0×（

12

222

×100%）═0.27g，但是黑色粉末的質(zhì)量是3.6g，因此排除②，故答案為：5.0g堿式碳酸銅中含有C：

12

222

×5.0g=0.27g＜3.6g．
（4）假如是氧化銅和碳的混合物，它們在高溫條件下反應(yīng)生成銅和二氧化碳，二氧化碳的性質(zhì)非常特殊，那就是通入澄清石灰水會使石灰水變渾濁．故答案為：將混合物在大試管中加熱，并將生成的氣體通入澄清的石灰水中，觀察現(xiàn)象．

點評：做這類題目要有充足的知識和大膽的推測，這就要求學(xué)生平時多記一些物質(zhì)的性質(zhì)和特點（顏色，狀態(tài)）．