问题 问答题

(9分)有一包粉末,可能由C、CuO、Fe三种物质中一种或几种组成。某同学为了探究它的成分,按如下步骤进行实验:

(1)先对实验做了如下设想和分析:

取少量粉末于烧杯中,向烧杯中加入过量的稀硫酸,则实验中可能出现的现象与对应结论如下表所示(表中未列完所有情况)。请你完成下表:

(2)通过实验及分析,确定该粉末为C、CuO的混合物。

(3)为了进一步探究C、CuO的性质,他又利用这种混合物补充做了下面两个实验:

实验1:将此粉末敞口在空气中灼烧完全,冷却到室温后,取剩余固体于烧杯中,再加入过量的稀硫酸,反应完全后静置。烧杯中_________ (填“有”或“无”)不溶物,溶液呈___________ (颜色)。

实验2:将此粉末隔绝空气加热(若碳完全反应),待冷却到室温后,取剩余固体于烧杯中,再加入过量稀硫酸,反应完全后静置。请回答:

①烧杯中___________ (填“有”或“无”)不溶物;

②若静置后溶液呈无色,则该溶液中溶质是___________;(写化学式)

③若静置后溶液呈蓝色,该实验过程中所发生反应的化学方程式为:

___________________________________、____________________________________。

答案

(1)①(只)有黑色不溶物或黑色浑浊      ②有黑色不溶物,溶液呈蓝色

③含C、Fe(如有氧化铜不给分)

(3)无  蓝色  ①有  ②H2SO4

CuO+C2Cu+CO2       CuO+H2SO4===CuSO4+H2O

(1)如果粉末只含C,由于C不能与稀硫酸反应,向烧杯中加入稀硫酸无明显现象,因此可观察到:有黑色不溶物,溶液不变色,无气泡产生;

如果粉末为C和CuO的混合物,由于C不与稀硫酸反应,所以溶液中应有黑色不溶物;由于CuO可以与稀硫酸反应生成硫酸铜和水,所以溶液会变成蓝色,而没有气泡产生.因此可观察到:有黑色不溶物,溶液变蓝色,无气泡产生;

如果观察到溶液中有黑色不溶物,可说明粉末中含有不与稀硫酸反应的C;有气泡逸出,则说明粉末含有能与稀硫酸反应放出氢气的Fe;溶液呈浅绿色而非蓝色,说明溶液中不含CuO.由此可判断粉末含C、Fe;

故答案为:

烧杯中可能出现的现象结论
①有黑色不溶物,溶液不变色,无气泡产生 
②有黑色不溶物,溶液变蓝色,无气泡产生 
 含C、Fe
(2)实验1:粉末敞口在空气中灼烧时,粉末中C在高温灼烧时能和氧气反应生成气体二氧化碳,而CuO不与氧气反应也不会分解;当取剩余固体于烧杯中,再加入过量稀硫酸,固体中的CuO与稀硫酸反应生成硫酸铜和水,反应完全后,黑色固体全部溶解溶液变成蓝色;

故答案为:无;蓝色;

实验2:隔绝空气加强热,C则与CuO发生反应,生成Cu和CO2,因此,C完全反应后,剩余固体一定含Cu、可能含有未完全反应的CuO;待冷却到室温后,取剩余固体于烧杯中,再加入过量稀硫酸,CuO可与稀硫酸反应生成硫酸铜和水使溶液呈蓝色,Cu不能与稀硫酸反应而在溶液中出现不溶物;

如果加入过量稀硫酸溶液为无色溶液,则溶液中不含硫酸铜,溶液中溶质为H2SO4

如果溶液呈蓝色,说明溶液中含硫酸铜,因此实验过程中发生的反应为C+2CuO2Cu+CO2↑;CuO+H2SO4=CuSO4+H2O;

故答案为:①有;②H2SO4;③C+2CuO2Cu+CO2↑;CuO+H2SO4=CuSO4+H2O.

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