Question

某研究性小組在實驗室用如圖實驗裝置做木炭還原氧化銅的實驗．
實驗中觀察到試管a內發生的現象是

出現紅色固體

，試管b內澄清石灰水變渾濁，試管a內發生的化學反應方程式為

2CuO+C

高溫  .

2Cu+CO₂↑

．
實驗在高溫條件下充分反應．興趣小組對實驗后試管a內的固體成分發生了興趣，激發了探究熱情．
【提出問題】：“反應后試管a內的固體物質是什么？
【進行猜想】：小靜同學認為該固體全部是銅；
小華同學認為該固體是銅與氧化銅兩種物質的混合物；
小東同學認為該固體是銅與

木炭

兩種物質的混合物；
小明同學則認為該固體可能是銅、木炭和氧化銅三種物質的混合物．
小華認為小明的猜想明顯不成立，原因是

充分反應后，氧化銅和木炭中只剩下一種

．
【實驗探究】：

實驗方案	實驗操作	實驗現象	實驗結論
方案Ⅰ	取少量固體物質于試管中，加足量稀硫酸充分振蕩	溶液變成藍色	固體中 氧化銅
方案Ⅱ	玻璃管中是反應后固體，通入足量空氣	澄清石灰水 不變渾濁	固體中不含木炭

【反思評價】：

小華

同學的結論是正確的
【定量探究】：求反應后試管a內的固體物質中銅的質量
取木炭與氧化銅的混合物19.2g在高溫條件下充分反應，冷卻后稱量所得固體為14.8g，產生氣體使澄清石灰水渾濁，過濾得沉淀質量為10g．
【解題過程】：
【查閱資料】：銅的另一種氧化物氧化亞銅（Cu₂O）是紅色固體，常溫下可與稀硫酸發生反應：Cu₂O+H₂SO₄═CuSO₄+Cu+H₂O
【實驗探究】：
檢驗銅樣品中是否含有Cu₂O的實驗方案是

取少量銅樣品于試管中，加入稀硫酸后充分振蕩，若發現溶液變成藍色，則含有Cu₂O，若沒發現溶液變成藍色，則不含Cu₂O

．

Answer 1

分析：根據碳與氧化銅的反應分析實驗的現象，根據二氧化碳與氫氧化鈣的反應寫出反應的方程式；
【進行猜想】：根據木炭和氧化銅的量分析剩余的固體；根據高溫條件下充分反應，分析小明的猜想明顯不成立的原因；
【實驗探究】：根據氧化銅能夠與硫酸反應生成硫酸銅，溶液顯藍色分析；根據碳能與氧化銅反應生成二氧化碳，二氧化碳能使澄清的石灰水變渾濁分析；
【定量探究】：根據碳與氧化銅的反應，由碳酸鈣的質量求出銅的質量；
【實驗探究】：根據氧化亞銅與稀硫酸的反應設計實驗進行探究．

解答：解：在高溫條件下，木炭將黑色氧化銅還原成銅，同時生成了二氧化碳．銅是紅色的，所以，實驗的現象是：出現紅色固體．試管a內發生的化學反應方程式為：2CuO+C

高溫  .

2Cu+CO₂↑；
【進行猜想】：由于木炭和氧化銅的量不確定，所以，試管a內的固體物質可能是：全部是銅或銅與氧化銅兩種物質的混合物或銅與木炭兩種物質的混合物．由于反應是充分反應，氧化銅和木炭中只剩下一種，所以，小明的猜想明顯不成立；
【實驗探究】：由于氧化銅能夠與硫酸反應生成硫酸銅，溶液顯藍色；碳能與氧化銅反應生成二氧化碳，二氧化碳能使澄清的石灰水變渾濁；所以實驗方案是：

實驗方案	實驗操作	實驗現象	實驗結論
方案Ⅰ	取少量固體物質于試管中，加足量稀硫酸充分振蕩	溶液變成藍色	固體中有氧化銅
方案Ⅱ	玻璃管中是反應后固體，通入足量空氣	澄清石灰水不變渾濁	固體中不含木炭

通過上述實驗可知，剩余固體中含有銅和氧化銅，小華同學的猜想是正確的；
【定量探究】：設銅的質量x
由 2CuO+C

高溫  .

2Cu+CO₂↑CO₂+Ca（OH）₂═CaCO₃↓+H₂O
得 2CuO～2Cu～CO₂～CaCO₃
         128        100
          x         10g

128

100

=

x

10g

   解得：x=12.8g  
【實驗探究】：
由于氧化亞銅（Cu₂O）是紅色固體，常溫下可與稀硫酸發生反應：Cu₂O+H₂SO₄═CuSO₄+Cu+H₂O．所以，檢驗銅樣品中是否含有Cu₂O的實驗方案是：取少量銅樣品于試管中，加入稀硫酸后充分振蕩，若發現溶液變成藍色，則含有Cu₂O，若沒發現溶液變成藍色，則不含Cu₂O．
故答為：出現紅色固體；2CuO+C

高溫  .

2Cu+CO₂↑；
【進行猜想】：木炭，充分反應后，氧化銅和木炭中只剩下一種；
【實驗探究】：見上表；
【定量探究】：見上邊；
【實驗探究】：取少量銅樣品于試管中，加入稀硫酸后充分振蕩，若發現溶液變成藍色，則含有Cu₂O，若沒發現溶液變成藍色，則不含Cu₂O．

點評：該題探究的是木炭與氧化銅的反應，主要考查了氧化銅與木炭的化學性質、實驗方案的設計以及根據題中信息進行分析解決問題的能力．只有綜合掌握了有關的知識，才能較好地完成本題．