Question

孔雀石主要成分是碱式碳酸铜[Cu₂（OH）₂CO₃]，绿色并具有浓淡的条状花纹（见右图），是矿物中最吸引人的装饰材料之一，也是人类最早冶炼铜的原料．某校课外小组同学欲在实验室验证碱式碳酸铜制铜的反应原理．
查阅资料：①Cu₂（OH）₂CO₃2CuO+CO₂↑+H₂O　　2CuO+C2Cu+CO₂↑
②CuO为黑色固体，化学性质和氧化铁相似．
（1）实验l：加热分解碱式碳酸铜．装置如图所示．
①A中固体的变化为______．
②欲证明反应后有水生成，B中所盛试剂为______．
③反应结束时的操作应该是______，理由是______．
（2）实验2：木炭和氧化铜反应．
将木炭粉末和氧化铜粉末混合均匀，放进试管加热，反应后将试管中的粉末倒出，有铜生成，还有少量黑色粉末剩余．该小组同学设计方案验证黑色粉末的成分．
做出猜想：剩余黑色粉末可能是：①氧化铜；②木炭；③木炭和氧化铜．
实验验证：填写下表．

实验操作及现象	实验结论
	该黑色粉末为氧化铜

（3）某同学探究在实际反应中，木炭和氧化铜反应生成铜时反应物的最佳质量比，设计方案如下：

	配方l	配方2	配方3	配方4
木炭质量（g）	0.4	0.5	0.6	0.7
氧化铜质量（g）	8	8	8	8

上述设计方案的主要研究方法是______．

Answer 1

解：
（1）①根据资料：Cu₂（OH）₂CO₃2CuO+CO₂↑+H₂O，碱式碳酸铜[Cu₂（OH）₂CO₃]为绿色，CuO为黑色固体；所以加热分解碱式碳酸铜A中固体的变化是绿色固体变黑；
故答案为：绿色固体变黑；
②A装置是吸收水分的装置因其为液体，故是浓硫酸；若反应后有水生成，则装置的质量增加，反之，质量不变；
故答案为：浓硫酸；
③反应结束时应该先将A与B、C装置分开，防止液体倒流入试管，引起试管炸裂；
故答案为：
先将试管上的胶塞拔下（或先将两个试剂瓶上的胶塞拔出），再撤酒精灯；
防止水倒流，引起试管炸裂；
（2）此实验可以加入稀硫酸充分反应，因为碳不与硫酸反应，氧化铜与硫酸可以反应生成硫酸铜溶液；所以若出现黑色粉末全部溶解，红色固体剩余，溶液变为蓝色，则说明是氧化铜；
故答案为：取少量剩余黑色粉末于试管中，加入足量稀硫酸，充分反应，黑色粉末全部溶解，溶液变为蓝色；
（3）由该同学的方案可以看出，该同学是通过一种物质的量不变，而改变另一种物质的质量进行探究的控制变量法；
故答案为：使用控制变量法（合理说法均可）．
分析：（1）①根据资料：Cu₂（OH）₂CO₃2CuO+CO₂↑+H₂O，碱式碳酸铜[Cu₂（OH）₂CO₃]为绿色，CuO为黑色固体进行回答；
②吸收水的液体一般是浓硫酸，可根据其质量是否变化进行判断；
③反应结束时应该先将A与B、C装置分开，防止液体倒流入试管，引起试管炸裂；
（2）证明黑色固体是氧化铜可以从碳和氧化铜能否与稀硫酸反应分析解答；
（3）该同学设计方案的方法是利用控制变量的思想：通过一种物质的量不变，而改变另一种物质的质量进行探究．
点评：本题考查了学生依据物质的性质设计实验方案的能力，要结合所学相关知识及题目提供的信息仔细分析解答．