问题 问答题

小霖、小磊、小娴三位同学一起对碱式碳酸铜Cu2(OH)2CO3受热分解后的黑色固体产物的成分进行探究.他们称取5.0g碱式碳酸铜,在试管中加热使之完全分解,冷却至室温,称量黑色固体产物质量为3.6g.

他们对黑色固体产物做出了以下猜想:①可能是氧化铜;②可能是炭粉;③可能是氧化铜和炭粉的混合物.

他们做出以上猜想的依据是______.

(1)小霖设计的实验方案是:向盛有少量该物质黑色固体的试管中加入足量的稀硫酸,充分振荡.静置后观察现象,如果猜想①正确,现象应是______.

(2)小磊进一步思考后,根据碳的化学性质,认为猜想③可以排除,他的理由是______.

(3)小娴通过对得到的实验数据进行计算.排除了猜想②,她的理由是______.

(4)科学探究的方法和途径有多种,若证明某黑色粉末确有氧化铜和炭粉组成.请设计实验,完成下表:

步      骤现      象结论(化学方程式)
__________________

答案

根据质量守恒定律可知,反应前后元素的种类不变;碱式碳酸铜[Cu2(OH)2CO3]的产物是有Cu、O、H、C中的一种或多种元素组合而成;结合题目信息(黑色粉末)可知,氧化铜和碳都是黑色固体;所以黑色物质可以是题目所说的三种情况;故答案为:化学变化过程中元素不变,且氧化铜和炭粉都是黑色固体.

(1)氧化铜和稀硫酸反应生成硫酸铜和水,硫酸铜水溶液的颜色是蓝色的,所以现象应该是试管中溶液变成蓝色,黑色固体消失(或没有黑色固体剩余).

(2)氧化铜和碳在高温条件下发生反应生成铜和二氧化碳,所以在高温条件下,氧化铜和碳不会同时存在,所以理由是在加热的条件下,氧化铜和单质碳能发生反应.

(3)根据质量守恒定律可知,反应前后元素的种类、质量均不发生改变;依据碱式碳酸铜的化学式是Cu2(OH)2CO3,可知反应前的碳的质量是:5.0×(

12
222
×100%)═0.27g,但是黑色粉末的质量是3.6g,因此排除②.

(4)假如是氧化铜和碳的混合物,它们在高温条件下反应生成铜和二氧化碳,二氧化碳的性质非常特殊,那就是通入澄清石灰水会使石灰水变浑浊.以此设计实验即可

故答案为:化学变化过程中元素不变,且氧化铜和炭粉都是黑色固体.

(1)试管中溶液变蓝色,黑色固体消失

(2)炭粉在高温条件下能与氧化铜反应生成铜与二氧化碳

(3)5.0gCu2(OH)2CO3含碳元素的质量:

12
222
×5.0g=0.27,因为0.27g<3.6g,故②错误

(4)

步 骤现 象结论(化学方程式)
取黑色粉末放于试管中加强热,并将生成气体通入澄清石灰水中粉末由黑色变成红色,石灰水变浑浊2CuO+C
 高温 
.
 
2Cu+CO2↑,Ca(OH)2+CO2=CaCO3↓+H2O

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