Question

1．某校化学学习小组在学习碳的化学性质的过程中，按如图1进行了木炭与氧化铜在高温加热条件下反应的实验．
【小组实验】
（1）木炭与氧化铜反应的化学方程式是C+2CuO$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Cu+CO₂↑．
（2）该同学现察到反应的现象一是：澄清石灰水变浑浊．
现象二是：冷却后的试管里的粉末由黑色变成红色．
【提出猜想】
（3）小组某同学对充分反应冷却后的试管里粉末的成分，提出了如下猜想，请将猜想五补充完整．
猜想一：粉末是铜
猜想二：粉末是氧化铜
猜想三：粉末是铜、氧化铜和木炭
猜想四：粉末是铜和木炭
猜想五：粉末是氧化铜、铜
【设计实验、验证猜想】
（4）上述猜想中，明显不合理的是猜想三；
（5）小组同学为了验证猜想一的成立，设计了如图2实验，取样品粉末于钳埚中，通过称取加热前后粉末的质量来进行实验．要证明猜想一成立的依据是红色粉末变成黑色．用相同的实验来证明猜想四可（填“可”或“不可”）行．试说明理由．

【拓展延伸】
如果猜想四成立，某同学再用如图3所示装置（铁架台等略）．取10.0g粉末放入装置B中，通过测出的反应前后装置C的质量來测定粉末中钢的质量分数． 

	反应前/g	反应后/g
装置C的质量	10.0	14.4

（己知：碱石灰是生石灰（CaO）和氢气化钠固体混合物，是一种干燥剂，它还能吸收二氧化碳气体）
通过计算，粉末中铜的质量分数是88%．
【问题和讨论】
（7）实验完成后，老师评议说：“为了减少实验的误差，上述实验设计还需要做两处改进．”其改进的措施是在B装置前加浓硫酸的干燥装置，在C装置后再加一个碱石灰装置．

Answer 1

分析 【小组实验】（1）根据碳和氧化铜在高温的条件下生成铜和二氧化碳进行分析；
（2）根据二氧化碳和氢氧化钙反应会生成碳酸钙沉淀和水，氧化铜是黑色，铜是红色金属进行分析；
【提出猜想】（3）根据反应物和生成物的组合进行猜想；
【设计实验、验证猜想】（4）根据氧化铜和碳高温会发生反应进行分析；
（5）根据铜和氧气加热会生成氧化铜，碳和氧气点燃会生成二氧化碳进行分析；
【拓展延伸】根据碱石灰增加的质量就是二氧化碳的质量，然后依据化学方程式进行计算；
【问题和讨论】（7）根据过氧化氢溶液中的水蒸气、空气中的二氧化碳会与碱石灰反应进行分析．

解答 解：【小组实验】（1）碳和氧化铜在高温的条件下生成铜和二氧化碳，化学方程式为：C+2CuO$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Cu+CO₂↑；
（2）二氧化碳和氢氧化钙反应会生成碳酸钙沉淀和水，氧化铜是黑色，铜是红色金属，所以同学现察到反应的现象一是：澄清石灰水变浑浊，现象二是：冷却后的试管里的粉末由黑色变成红色；
【提出猜想】（3）通过分析题中的猜想可知，猜想五：氧化铜、铜；
【设计实验、验证猜想】（4）氧化铜和碳高温会发生反应，所以明显不合理的是猜想三；
（5）铜和氧气加热会生成氧化铜，所以要证明猜想一成立的依据是红色粉末变成黑色，碳和氧气点燃会生成二氧化碳，所以用相同的实验来证明猜想四可行，理由是：加热固体粉末，固体粉末减少；
【拓展延伸】碱石灰增加的质量就是二氧化碳的质量，所以二氧化碳的质量是：4.4g，
设参加反应的碳的质量为x
C+O₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$CO₂，
12        44
x         4.4g
$\frac{12}{x}$=$\frac{44}{4.4g}$
x=1.2g
所以铜的质量分数为：$\frac{10g-1.2g}{10g}$×100%=88%；
【问题和讨论】（7）过氧化氢溶液中的水蒸气、空气中的二氧化碳会与碱石灰反应，所以改进的措施是：在B装置前加浓硫酸的干燥装置，在C装置后再加一个碱石灰装置．
故答案为：【小组实验】（1）C+2CuO$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Cu+CO₂↑；
（2）澄清石灰水变浑浊，由黑色变成红；
【提出猜想】（3）氧化铜、铜；
【设计实验、验证猜想】（4）三；
（5）红色粉末变成黑色，加热固体粉末，固体粉末减少；
【拓展延伸】88；
【问题和讨论】（7）在B装置前加浓硫酸的干燥装置，在C装置后再加一个碱石灰装置．

点评 在解此类题时，首先分析题中考查的问题，然后结合学过的知识和题中的提示进行解答．