Question

10．某兴趣小组为了探究碱式碳酸铜[化学式为Cu₂（OH）₂CO₃]加热后分解的产物，取一定量的样品进行加热，如图1所示．充分加热后试管底部生成黑色固体，和使澄清石灰水变浑浊的气体，而且试管口出现无色液体，思考回答：

（1）产生的气体肯定含有CO₂；
（2）【提出问题】该黑色固体的主要成分是什么？
【查阅资料】碱式碳酸铜分解的产物均为化合物．
【猜想与假设】①可能是炭黑；②可能是铁或铁的氧化物．③可能是氧化铜．你认为上述猜想缺乏依据的是（填编号）②，理由是根据质量守恒定律，反应前后元素种类不变、反应前后原子种类不变，反应物中没有铁元素．
（3）【实验验证】将试管口的无色液体收集，并连接如图2所示的电解水器，通直流电，一段时间后，正极与负极的气体体积比为1：2，且正极为氧气，负极为氢气，故该无色液体为水．
（4）【交流讨论】根据以上内容，请写出碱式碳酸铜受热分解的化学方程式Cu₂（OH）₂CO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CuO+CO₂↑+H₂O．

Answer 1

分析 （1）根据对Cu₂（OH）₂CO₃样品进行加热，生成黑色固体，并产生能使澄清石灰水变浑浊的气体解答；
（2）【猜想与假设】根据题中信息可知，由现象和元素守恒解答；
（3）【实验验证】结合电解水的实验分析解答；
（4）【交流讨论】根据以上内容可知，碱式碳酸铜受热分解的生成物是CuO、CO₂、H₂O解答．

解答 解：（1）因二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，则气体为二氧化碳，故填：CO₂．
（2）在碱式碳酸铜中不含有铁元素，则黑色固体肯定与铁及铁的氧化物无关，故答案为：②；根据质量守恒定律，反应前后元素种类不变、反应前后原子种类不变，反应物中没有铁元素．
（3）实验现象中不能确定是否有水生成，所以将试管口的无色液体收集，通直流电，一段时间后，正极与负极的气体体积比为1：2，且正极为氧气，负极为氢气，证明该无色液体为水．故答案为：水．
（4）根据以上内容可知，碱式碳酸铜受热分解的生成物是CuO、CO₂、H₂O，故反应的化学方程式为：Cu₂（OH）₂CO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CuO+CO₂↑+H₂O．故答案为：Cu₂（OH）₂CO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CuO+CO₂↑+H₂O．

点评 本题以探究的方式让学生根据实验现象和质量守恒定律来分析解答，可较好的训练学生思维，提高知识的迁移使用的能力．