Question

7．某校进行化学实验考查时，老师给了同学们一小包黑色粉末，这种黑色粉末可能是氧化铜，炭粉或是这两者的混合物，让他们通过实验探究来确定．某同学探究过程如下：
[提出问题]
假设1：黑色粉末是炭粉；
假设2：黑色粉末是氧化铜；
假设3：黑色粉末是氧化铜和炭粉的混合物；
[查阅资料]碳与稀硫酸不反应．
[设计实验方案]：他对实验进行了一下设想和分析：取少量黑色粉末于烧杯中，并加入过量的稀硫酸．则实验中可能出现的现象与对应结论如表，请你完成表．

实验中可能出现的现象	结论
①黑色粉末没有溶解	假设1成立
②	假设2成立
③	假设3成立

[进行实验]：通过实验及分析，确定该黑色粉末为木炭粉和氧化铜的混合物．
[拓展]：为了进一步探究木炭粉和氧化铜的性质，他又利用这种混合物补充作了如下实验：将此黑色粉末隔绝空气加热（若木炭粉完全反应），待冷却到室温后，取剩余固体于烧杯中，再加入过量稀硫酸，反应完全后，静置．请你回答：
①烧杯中有（　填“有”或“没有”）不溶物．你的理由是碳和氧化铜反应生成的铜难溶于水，也不与硫酸反应．
②若过滤后溶液呈无色，则该溶液中的溶质是H₂SO₄（写化学式，下同）．
③若过滤后溶液呈蓝色，该溶液中的溶质是H₂SO₄、CuSO₄．

Answer 1

分析 根据炭粉、氧化铜、硫酸铜的物理、化学性质作答．硫酸铜溶液显蓝色，炭粉、氧化铜均为黑色，木炭有还原性，可以还原氧化铜．

解答 解：（1）根据题意，可以做出三种假设，即第一种可能是只有炭粉，第二中可能是只有氧化铜，第三种可能是氧化铜与炭粉的混合物；所以假设2是：黑色粉末是氧化铜．
（2）炭粉不会与稀硫酸反应，氧化铜会与稀硫酸反应生成硫酸铜溶液，硫酸铜溶液显蓝色，所以设计实验方案的现象和结论如下：

实验中可能出现的现象	结论
①溶液为无色，有黑色不溶物	假设1成立
②溶液为蓝色，无黑色不溶物	假设2成立
③溶液为蓝色，有黑色不溶物	假设3成立

（4）炭粉与氧化铜在隔绝空气加热的条件下会发生反应即C+2CuO$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2Cu+CO₂↑，由题意告诉我们，炭粉完全反应，所以最终的固体有两种可能，一种可能是只有铜，铜不与硫酸反应，过滤的滤液中只含有硫酸；另一种可能是铜和氧化铜的混合物，氧化铜与稀硫酸反应生成了硫酸铜和水，溶液呈蓝色．所以：
①烧杯中有溶物．理由是碳和氧化铜反应生成的铜难溶于水，也不与硫酸反应．
②若过滤后溶液呈无色，则该溶液中的溶质是：H₂SO₄．
③若过滤后溶液呈蓝色，该溶液中的溶质是：H₂SO₄、CuSO₄．
故答为：[提出问题]黑色粉末是氧化铜；
[设计实验方案]：

实验中可能出现的现象	结论
①黑色粉末没有溶解	假设1成立
②黑色粉末全部溶解，溶液变蓝	假设2成立
③黑色粉末只是部分溶解，溶液变蓝	假设3成立

[拓展]：①有，碳和氧化铜反应生成的铜难溶于水，也不与硫酸反应；②H₂SO₄，③H₂SO₄、CuSO₄．

点评 本题考查了混合物成分的推断，完成此题，可以依据物质的性质结合题干提供的信息进行．