Question

11．某校化学兴趣小组的同学用如图装置进行木炭还原氧化铜的实验并进行相关探究实验．假定实验产生的二氧化碳全部被澄清石灰水吸收．将试管b中的混浊液过滤、洗涤、干燥、称量，理论上得固体物质2.00g．实验完毕后，发现试管a中仍有黑色固体物质．
（1）【提出猜想】
李华同学：黑色固体物质是木炭
刘明同学：黑色固体物质是氧化铜
王军同学：黑色固体物质是木炭和氧化铜的混合物
（2）【查阅资料】
木炭、铜都不溶于水也不能与稀硫酸发生反应；CuO、Fe₂O₃等能与稀硫酸反应生成盐和水．
（3）【实验设计】
①将反应后试管a中的固体物质全部转入小烧杯c中，加入足量稀硫酸，用玻璃棒充分搅拌后，过滤，得到蓝色滤液e和固体物质f．
②将f全部转入坩埚中充分灼烧，看到燃烧现象．完全反应后，冷却、称量，理论上得固体物质4.80g．
（4）【实验结论】王军同学的猜想正确．
（5）【结果应用】
①根据实验相关数据，写出试管a中反应的化学方程式2CuO+C$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Cu+CO₂↑，CuO+C=Cu+CO↑；
②请对上述实验装置提出改进意见增加尾气处理装置更好．
（6）【实验拓展】
请你设计一个实验方案，证明滤液e中含H⁺（酸）取溶液e少许，加入，活泼金属锌，有气泡出现，证明滤液e中含有酸．

Answer 1

分析 （4）根据将反应后试管a中的固体物质全部转入小烧杯c中，加入足量稀硫酸，用玻璃棒充分搅拌后，过滤，得到蓝色滤液e和固体物质f，所以混合物中含有氧化铜；
将f全部转入坩埚中充分灼烧，看到燃烧现象，所以混合物中含有碳进行分析；
（5）根据木炭和氧化铜在高温的条件下生成铜和二氧化碳，氢氧化钙的溶解度较小，吸收二氧化碳效果不好，氢氧化钠溶液的吸收效果好于氢氧化钙进行分析；
（6）根据酸会与活泼金属反应生成氢气进行分析．

解答 解：（4）将反应后试管a中的固体物质全部转入小烧杯c中，加入足量稀硫酸，用玻璃棒充分搅拌后，过滤，得到蓝色滤液e和固体物质f，所以混合物中含有氧化铜；
将f全部转入坩埚中充分灼烧，看到燃烧现象，所以混合物中含有碳，所以王军同学的猜想正确；
（5）黑色固体即CuO的质量 算出m Cu=4.8g×64÷80=3.84g 根据试管b中所得固体质量 即CaCO₃的质量 算出CO₂的质量为0.88g 根据2CuO+C=2Cu+CO₂ 算出m Cu=2.56g 与理论不符，化学方程式为：2CuO+C$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Cu+CO₂↑，CuO+C=Cu+CO↑；
氢氧化钙的溶解度较小，吸收二氧化碳效果不好，氢氧化钠溶液的吸收效果好于氢氧化钙，所以对实验装置提出改进意见是：增加尾气处理装置更好；
（6）酸会与活泼金属反应生成氢气，所以证明滤液e中含H⁺（酸）的方法是：取溶液e少许，加入，活泼金属锌，有气泡出现，证明滤液e中含有酸．
故答案为：（4）王军；
（5）2CuO+C$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Cu+CO₂↑，CuO+C=Cu+CO↑，增加尾气处理装置更好；
（6）取溶液e少许，加入，活泼金属锌，有气泡出现，证明滤液e中含有酸．

点评 本考点既考查了实验步骤的设计，又考查了化学方程式的书写，还对实验进行了评价，综合性比较强．实验探究题是近几年中考的热点之一，它包括实验方法和过程的探究，实验结论和实验规律的探究等．本题通过实验资料和实验分析，得到了正确的结论，属于结论性探究．同学们要具体分析，综合掌握．