Question

在做氧化铜、木炭反应的实验时，往往会发现充分反应后试管中仍有黑色固体．晓明对此进行了探究，并邀请你一起参与．
【提出问题】氧化铜与木炭充分反应结束后，试管中的黑色固体是什么？
【猜想假设】黑色固体可能是①木炭②

 

③

 

【查阅资料】①铜、木炭不与稀硫酸反应．
②氧化铜能与稀硫酸反应形成蓝色溶液．
【实验验证】晓明设计的实验方案是：取少量该黑色固体在空气中灼烧，观察现象．如果猜想①正确，现象应该是

 

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【实验设计】科学探究的方法有多种，请你再设计一种方法来证明晓明的猜想②或③正确．（请简明写出操作、步骤和结论）

 

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Answer 1

考点：实验探究物质的组成成分以及含量,酸的化学性质,碳的化学性质

专题：科学探究

分析：【猜想假设】木炭还原氧化铜的实验中，涉及两种黑色固体，木炭和氧化铜，据此分析；
【实验验证】根据木炭灼烧的实验现象进行分析；
【实验设计】依据题目中的信息：“①铜、木炭不与稀硫酸反应．②氧化铜能与稀硫酸反应形成蓝色溶液”，可以通过用加入稀硫酸依据实验现象来确定黑色物质的组成；
【反思整理】依据题目中的信息：“②氧化铜能与稀硫酸反应形成蓝色溶液”，判断除去黑色氧化铜的方法，从而完成化学方程式；玻璃仪器洗净的标准是试管内壁附着的水既不聚成水滴，也不成股流下，据此回答试管洗净的标准．

解答：解：【猜想假设】木炭还原氧化铜的实验中，涉及两种黑色固体，木炭和氧化铜，黑色固体可能有三种情况：木炭、氧化铜、木炭和氧化铜；
【实验验证】木炭灼烧的实验现象是黑色粉末逐渐减少直至消失；
【实验设计】依据题目中的信息：“①铜、木炭不与稀硫酸反应．②氧化铜能与稀硫酸反应形成蓝色溶液”，故可通过向盛有黑色固体的试管中加入足量的稀硫酸，充分振荡，观察实验现象的方法证明猜想②或③正确；
【反思整理】依据题目中的信息：“②氧化铜能与稀硫酸反应形成蓝色溶液”，故可通过向试管中倒入稀硫酸将氧化铜除去，反应的化学方程式是CuO+H₂SO₄=CuSO₄+H₂O；试管洗净的标准是试管内壁附着的水既不聚成水滴，也不成股流下．
故答案为：
猜想与假设：②氧化铜 ③氧化铜和木炭
实验验证：黑色粉末可以燃烧，逐渐消失
实验设计：向盛有黑色固体的试管中加入足量的稀硫酸，充分振荡，黑色粉末消失，溶液颜色变蓝，说明猜想②正确．
或向盛有黑色固体的试管中加入足量的稀硫酸，充分振荡，黑色粉末减少，溶液颜色变蓝，说明猜想③正确．

点评：该题探究的是木炭与氧化铜的反应，主要考查了氧化铜与木炭的化学性质、实验方案的设计以及根据题中信息选择洗涤仪器的方法，解答时注意比较物质的性质，找到不同点，依据反应的不同现象进行解答．