Question

某黑色物质可能是CuO、C中的一种或两种，小宇同学为研究该黑色物质，设计如下方案（若有C存在，含量较少）：
研究成分：小宇同学设计的两个实验方案如下：
甲：黑色粉末观察溶液颜色观察现象；
乙：黑色粉末产物与白色硫酸铜接触观察现象．
试回答：
（1）甲方案中证明有氧化铜的实验现象是______，证明有炭粉的实验现象是______．
（2）乙方案中仅有氧化铜的实验现象是______．
（3）以上两个方案中，你认为哪个方案更好，理由是什么？______
（4）问题讨论：
经过查阅资料：Cu+2H₂SO₄（浓）CuSO₄+SO₂↑+2H₂O．
若黑色物质中有Cu，使用甲方案，并将盐酸改为稀硫酸，并加热较长时间，是否可行？
______（填行或不行）．理由是______．
研究组成：若小宇经实验证明该黑色固体是CuO和C的混合物，则根据上述两个方案，补充相应步骤，以确定其中氧化铜的质量分数，请帮助他完成下表．（该混合物质量已经测定）

方案	方案中所发生的 化学方程式	实验所用仪器 （各缺一件玻璃仪器，填完整）	实验需要 测定的物理量
甲	______	托盘天平、烧杯、试管、酒精灯、 玻璃棒、______．	______
乙		启普发生器、托盘天平、硬质试管、U型管、 玻璃导管、广口瓶、______．	反应前U型管及其中硫酸铜总质量及 ______

Answer 1

解：（1）小宇方案中，若有氧化铜，则氧化铜和稀盐酸反应生成氯化铜和水，溶液变蓝；证明有炭粉的实验现象是溶液底部有黑色物质；
（2）乙方案中仅有氧化铜的实验现象是：白色硫酸铜变蓝且澄清石灰水不变浑浊；
（3）以上两个方案中，甲方案更好，理由是简便节能；
（4）问题讨论：经过查阅资料：Cu+2H₂SO₄（浓）CuSO₄+SO₂↑+2H₂O．
若黑色物质中有Cu，使用甲方案，并将盐酸改为稀硫酸，并加热较长时间，不可行（填行或不行）．理由是 加热较长时间后的稀硫酸变成浓硫酸，铜也能与之反应产生蓝色现象，会干扰CuO的鉴定．
研究组成：若小宇经实验证明该黑色固体是CuO和C的混合物，则根据上述两个方案，补充相应步骤，以确定其中氧化铜的质量分数，请帮助他完成下表．（该混合物质量已经测定）

方案	方案中所发生的 化学方程式	实验所用仪器 （各缺一件玻璃仪器，填完整）	实验需要 测定的物理量
甲	CuO+2HCl=CuCl2+H2O	托盘天平、烧杯、试管、酒精灯、 玻璃棒、漏斗．	过滤洗涤干燥后的碳的质量
乙		启普发生器、托盘天平、硬质试管、U型管、 玻璃导管、广口瓶、酒精灯．	反应前U型管及其中硫酸铜总质量及 反应后U型管的总质量

故答为：【研究成分】（1）溶液呈现蓝色；溶液底部有黑色物质．
（2）白色硫酸铜变蓝且澄清石灰水不变浑浊．
（3）甲方案好，简便节能．
（4）不可行；加热较长时间后的稀硫酸变成浓硫酸，铜也能与之反应产生蓝色现象，会干扰CuO的鉴定．
【研究组成】CuO+2HCl=CuCl₂+H₂O；漏斗；过滤洗涤干燥后的碳的质量．酒精灯，反应后U型管的总质量．
分析：（1）黑色粉末加稀盐酸，氧化铜和稀盐酸反应生成氯化铜和水，溶液变蓝，碳和稀盐酸不反应；
（2）乙方案中仅有氧化铜的实验现象，考虑二氧化碳与澄清石灰水反应的性质；
（3）评价实验方案摇考虑安全、可操作、节约原则，相比而言，小宇的实验方案不需加热，安全节能；
（4）若黑色物质中有Cu，使用甲方案，并将盐酸改为稀硫酸，并加热较长时间，不可行（填行或不行）．因为加热较长时间后的稀硫酸变成浓硫酸，铜也能与之反应产生蓝色现象，会干扰CuO的鉴定．
点评：本题考查对实验方案的评价．评价实验方案要从可操作性、安全、节约、环保等方面综合考虑．