Question

【題目】我國勞動人民早在五千年前就會使用木炭煉銅．在化學(xué)實驗室里模擬煉銅，既可用傳統(tǒng)的實驗裝置（見圖甲），又能用改進的微型實驗裝置（見圖乙）．化學(xué)興趣小組采用圖乙裝置，開展以下探究活動

（提出問題）木炭與CuO反應(yīng)所得紅色固體中含有什么物質(zhì)？

（查閱資料）（1）木炭與CuO的反應(yīng)是：C+2CuO2Cu+CO2↑，若該反應(yīng)進行的不徹底，產(chǎn)物中還有氧化亞銅（Cu2O）．

（2）Cu2O是紅色固體，能與稀硫酸反應(yīng)：Cu2O+H2SO4====Cu+CuSO4+H2O

（作出猜想）紅色固體的成分：①全部是Cu；②全部是Cu2O；③_______________．

（實驗探究）

（1）取木炭、CuO兩種黑色粉末適量，再加少許CaC12（能降低反應(yīng)溫度，加快反應(yīng)速率）均勻混合，然后將黑色粉末裝入長柄V形玻璃管的直管內(nèi)．

（2）按圖乙連好實驗裝置，____________,然后加熱反應(yīng)物；2分鐘后，黑色粉末出現(xiàn)紅熱現(xiàn)象，同時澄清的石灰水_______________，此時停止加熱。

（3）待玻璃管冷卻后，提取里面的紅色固體，進行如下的驗證：

步驟	現(xiàn)象	結(jié)論
①取2.88g紅色固體裝入試管，滴入足量 的_______________，充分反應(yīng)	紅色固體部分減少，溶液變 為_______________色	猜想____錯誤
②濾了試管中殘留的紅色固體，洗滌干燥 稱其質(zhì)量為2.08g		猜想____正確

（評價反思）

（1）使用圖乙裝置與使用圖甲裝置相比，其優(yōu)點是_______________（寫出1條即可）；

（2）要證明氯化鈣CaCl2是催化劑還需要驗證CaCl2反應(yīng)前后__________________不變．

（拓展提高）

我們生活中的銅有一部分是由輝銅礦（主要成分為硫化亞銅（Cu2S））的礦石冶煉而成，經(jīng)測定該礦石由硫化亞銅（Cu2S）和其他不含銅元素的物質(zhì)組成．現(xiàn)用100g該礦石制得2.16g純氧化亞銅（Cu2O），該純氧化亞銅（Cu2O）中銅元素的質(zhì)量是__________g．若制得氧化亞銅（Cu2O）的過程中，銅元素的總損耗為20%，通過計算確定該礦石中硫化亞銅（Cu2S）的質(zhì)量分?jǐn)?shù)_________？（請寫出計算過程）．

Answer 1

【答案】 Cu和 Cu2O的混合物 加石灰水 ， 變渾濁 ； 稀鹽酸或稀硫酸 ， 藍(lán) ， ① ； ③ ； 節(jié)約藥品（合理即可） ； 質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì) ； 1.92 g． 3%

【解析】【作出猜想】紅色固體可能是Cu和Cu2O的混合物；

【實驗探究】

（2）固體藥品裝好后，再向V型管中加入液體澄清石灰水；碳與氧化銅反應(yīng)有二氧化碳?xì)怏w生成，故澄清石灰水變渾濁；

（3）向紅色固體中加入某物質(zhì)后，紅色固體部分減少，故加入的是酸，稀硫酸或稀鹽酸；紅色部分減少是由于稀硫酸與氧化亞銅反應(yīng)生成硫酸銅和銅等物質(zhì)，故溶液變?yōu)樗{(lán)色；可以得出紅色固體可能是銅和氧化亞銅的混合物，也可能是氧化亞銅，故猜想①錯誤；假設(shè)2.88g的紅色固體全部是氧化亞銅，生成銅的質(zhì)量為x

Cu2O+H2SO4====Cu+CuSO4+H2O

144 64

2.88g x

=，解得x=1.38g，最終稱得紅色固體的質(zhì)量為2.08g，故原紅色固體中有銅，故猜想③正確；

【評價反思】

（1）圖乙裝置與圖甲裝置相比較的優(yōu)點是操作簡便，節(jié)約藥品；、

（2）催化劑在反應(yīng)前后的質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)不變，故要證明氯化鈣是該反應(yīng)的催化劑還需要證明氯化鈣在反應(yīng)前后的質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)沒有變化；

【拓展提高】

2.16g純氧化亞銅（Cu2O）中銅的質(zhì)量為2.16g×=1.92g；

1.92÷（1-20%）=2.4g

含銅2.4g的硫化亞銅的質(zhì)量為2.4g÷=3g

故100g樣品中硫化亞銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3g÷100g×100%=3%。