Question

11．某小组的同学在课外进行科学探究，以验证铜片在空气中灼烧后，表面生成的黑色物质确实是铜与氧气合生成的CuO，他们进行了以下实验：

（1）由如图（a）两个实验步骤判断：灼烧后铜片表面的黑色物质不是碳粒．
（2）为进一步证明步骤二铜片表面黑色物质的元素组成，他们选用了如图（b）装置继续进行实验：
a．甲同学向A装置中通入纯净的H₂，为检验反应产物，A的右边应连接上面的C装置，装置中的实验现象为：A中有红色物质出现，C中硫酸铜由白变蓝，证明生成了水，则A中发生反应的化学方程式为：CuO+H₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Cu+H₂O．
b．乙同学向A装置中通入纯净的CO，为检验反应产物，A的右边应连接B装置（填编号），所选装置中的实验现象为澄清石灰水变浑浊；此方法仅用上述装置进行实验有明显的缺陷，要弥补这个缺陷，应采取的措施是：对尾气进行处理．
c．通入的气体如果含有少量水蒸汽，则应在A装置左边连接一个装有浓硫酸的洗气瓶装置．
（3）结论：经过甲、乙两同学的实验现象证明，铜在空气中加热确实是与氧化合，并生成了氧化铜．
（4）如果甲同学要用数据证明（3）的结论，你认为还应补充的实验操作是：对铜片灼烧前后，以及用气体还原以后都进行称量．

Answer 1

分析 根据已有的知识进行分析，检验水的存在使用的是无水硫酸铜粉末，一氧化碳能与氧化铜反应生成铜和二氧化碳，二氧化碳能使澄清的石灰水变浑浊，一氧化碳有毒，使用一氧化碳进行实验时，必须进行尾气处理，要确定铜确实与氧气反应生成了氧化铜，还必须从定量的角度进行分析．

解答 解：（1）用蜡烛燃烧的烟使铜片变黑能够擦掉，而用酒精灯灼烧铜片变黑不能擦掉，说明灼烧后铜片表面的黑色物质不是碳；
（2）a、通入氢气后A中有红色物质出现，说明生成了铜，C中硫酸铜由白变蓝，证明生成了水，所以该反应的化学方程式为：CuO+H₂ $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Cu+H₂O；
b、假设灼烧后的产物是氧化铜，则一氧化碳还原氧化铜后的产物是铜和二氧化碳，生成的二氧化碳在通过澄清石灰水时，澄清石灰水会变浑浊，因此用用A装置与B装置连接起来，若B装置中的澄清石灰水变浑浊，则能证明灼烧后的产物为氧化铜；未发生反应的一氧化碳会排放在空气中，污染空气，要弥补这个缺陷，应采取的措施是：用燃着的酒精灯将多余的尾气烧掉．
c、要除去水蒸气可以使用浓硫酸，即选择一只装有浓硫酸的洗气瓶；
（3）从实验可以证明黑色物质是氧化铜，即：铜在空气中加热确实是与氧化合，并生成了氧化铜．
（4）要确定铜确实与氧气反应生成了氧化铜，还必须从定量的角度进行分析，通过对铜片灼烧前后的质量以及无水硫酸铜增加的质量称量，计算氧元素的质量，可以通过对铜片灼烧前后和C装置反应前后都进行称量来完成判断．
故答案为：（1）碳粒；
（2）a．CuO+H₂ $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Cu+H₂O；
b．B；澄清石灰水变浑浊；对尾气进行处理；
c．装有浓硫酸的洗气瓶；
（3）铜在空气中加热确实是与氧化合，并生成了氧化铜；
（4）对铜片灼烧前后，以及用气体还原以后都进行称量．

点评 本题考查了一氧化碳、氢气还原氧化铜的实验即常见物质的检验，完成此题，可以依据已有的知识进行，要求同学们熟记常见物质的性质，以便灵活应用．