Question

小红发现家里的铜壶用久了，表面有一层绿色物质．她对这些绿色物质的成分和成因产生了兴趣．于是她用小刀刮下了一些绿色物质，并对这些绿色物质进行了研究．
【提出问题】绿色物质由什么元素组成？它是怎么形成的？
【查阅资料】
（1）无水硫酸铜遇水由白色变成蓝色；
（2）氧化铜和稀硫酸反应，生成硫酸铜和水．
（3）烧碱的成分是NaOH，易吸收水份而潮解，同时还能与二氧化碳反应．
（4）碱石灰是氢氧化钠和氧化钙的混合物，能吸收水，也能吸二氧化碳．
【实验过程】
①装置如图所示（省略夹持仪器）：

步骤一：连接A和B，打开活塞，通入空气．
步骤二：关闭活塞，测得C装置质量110克，D装置的质量106克．连上C、D和E，开始加热．
步骤三：在加热过程中，记录在B中固体质量变化如下表，在t₃时停止加热．

加热时间（min）	0	t1	t2	t3
B中固体质量（g）	6.66	5.20	4.80	4.80

步聚四：停止加热后继续缓缓通入一段时间空气，测得C装置质量111.32克，D装置的质量106.54克．
回答下列问题：
（1）A的作用是吸收空气中的

 

 水蒸气和二氧化碳，防止对产物检验造成干扰．
（2）选择t₃时停止加热的理由是

 

（3）步骤一和步骤三两次通空气的目的分别是

 

、

 

．
（4）E的作用是

 

．
（5）探究黑色粉末的成分．
【猜想与假设】该黑色粉末可能是①碳粉、②氧化铜、③碳粉和氧化铜．
【实验验证】请你帮小组同学完成下述实验报告．

实验操作与现象	实验结论
	猜想②正确

（6）经上分析，绿色物质的组成元素有

 

．
（7）这种物质是铜和空气中的

 

发生化学变化生成的．
A、氧气         B、氮气          C、水蒸汽         D、二氧化碳．

Answer 1

考点：实验探究物质的组成成分以及含量,常见气体的检验与除杂方法,酸的化学性质

专题：科学探究

分析：（1）根据烧碱固体有吸水性，也会与二氧化碳反应进行分析；
（2）根据固体随着温度的改变在不断减少进行分析；
（3）根据空气中的二氧化碳和水蒸气会对实验结果造成影响，实验结束，装置内含有反应生成的气体，需要采取措施，被全部吸收进行分析；
（4）根据碱石灰能够吸收空气中的二氧化碳和水蒸气进行分析；
（5）根据氧化铜和稀硫酸反应会生成硫酸铜和水，硫酸铜在溶液中显蓝色进行分析；
（6）根据无水硫酸铜吸收水分变成蓝色，碱石灰能够吸收二氧化碳和水进行分析；
（7）根据质量守恒定律进行分析．

解答：解：（1）烧碱固体有吸水性，也会与二氧化碳反应，所以A的作用是吸收空气中的水和二氧化碳，防止对产物检验造成干扰；
（2）固体随着温度的改变在不断减少，虽然t₂时固体质量也是4.8g，但是不能保证t₃时固体质量不再减少，通过两个温度固体质量的比较可以得出，选择t₃时停止加热的理由：固体质量不再减少，说明固体已完全分解；
（3）空气中的二氧化碳和水蒸气会对实验结果造成影响，实验结束，装置内含有反应生成的气体，需要采取措施，被全部吸收，所以步骤一和步骤三两次通空气的目的分别是：排尽装置内空气，防止空气的二氧化碳和水对实验结果造成影响；让B中产生的气体物质在C和D中被充分吸收；
（4）碱石灰能够吸收空气中的二氧化碳和水蒸气，所以E的作用是：防止空气中的二氧化碳和水从右侧进入装置D，对实验结果造成影响；
（5）氧化铜和稀硫酸反应会生成硫酸铜和水，硫酸铜在溶液中显蓝色，所以

实验操作与现象	实验结论
取少量反应后的黑色粉末于试管中，加入足量稀硫酸，固体完全溶解，得到蓝色溶液

（6）无水硫酸铜变蓝色，说明吸收了水蒸气，说明样品中含有氢元素，碱石灰质量增加，说明吸收了二氧化碳，说明样品中含有碳元素，黑色粉末经过验证是氧化铜，所以绿色物质的组成元素有：铜、碳、氢、氧；
（7）根据质量守恒定律可知，化学反应前后，元素种类不变，所以这种物质是铜和空气中的水、氧气、二氧化碳发生化学变化生成的，故选：ACD．
故答案为：（1）二氧化碳和水；
（2）固体质量不再减少，说明固体已完全分解；
（3）排尽装置内空气，防止空气的二氧化碳和水对实验结果造成影响；让B中产生的气体物质在C和D中被充分吸收；
（4）防止空气中的二氧化碳和水从右侧进入装置D，对实验结果造成影响；
（5）取少量反应后的黑色粉末于试管中，加入足量稀硫酸，固体完全溶解，得到蓝色溶液；

实验操作与现象	实验结论
取少量反应后的黑色粉末于试管中，加入足量稀硫酸，固体完全溶解，得到蓝色溶液

（6）铜、碳、氢、氧；
（7）ACD．

点评：本题通过实验探究碱式碳酸铜的受热分解产物，属于中档题．实验猜想要有依据，不能凭空猜想，验证猜想要通过实验，依据碳和氧化铜的化学性质不同选择合适的试剂，根据实验现象不同可鉴别二者．