Question

11．氧化铜是一种黑色固体，可溶于稀硫酸．某同学想知道是稀硫酸中的哪种粒子（H₂O，H⁺，SO₄^2-）能使氧化铜溶解．请你和他一起通过如图Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ三个实验完成这次探究活动．
（1）某同学提出的假设是：H₂O、H⁺、SO₄^2-中的某一种粒子能够使CuO溶解；
（2）通过实验Ⅰ可以证明：水不能溶解CuO；
（3）要证明另外两种粒子能否溶解氧化铜，还需要进行实验Ⅱ和Ⅲ，在Ⅱ中加入稀硫酸后氧化铜溶解，则进一步所做的确认为：在Ⅲ中先加入Na₂SO₄溶液，再加入稀硫酸．
（4）探究结果为：氧化铜固体溶于稀H₂SO₄是稀硫酸H⁺在起作用，而H₂O，SO₄^2-两种粒子都不能使CuO溶解．
你认为除实验Ⅱ和Ⅲ所用的试剂外，还能溶解氧化铜的一种常见物质是硝酸或盐酸．

Answer 1

分析 根据所学知识可知稀硫酸中存在H⁺、SO₄^2-、H₂O三种粒子，提出假设并不困难，一般都知道应是三种粒子中的某一种使CuO溶解；关键是通过三组不同实验，根据不同的现象进行分析、对比得出是H⁺使CuO溶解的结论．题目中的Ⅰ实验证明了H₂O不能使CuO溶解的结论，实验Ⅱ中既有H+，又有SO₄^2-和H₂O，其中水分子已经证明了不能使CuO溶解，因此实验Ⅲ就应该考虑单独含有H+或SO₄^2-的物质和CuO反应，观察CuO是否溶解，所以实验Ⅲ中应加入的物质可以是稀盐酸或硫酸钠溶液，还能溶解CuO的另一种常见物质是硝酸或盐酸．

解答 解：（1）稀硫酸中存在H⁺、SO₄^2-、H₂O三种粒子，所以提出的假设为：H₂O、H⁺、SO₄^2-中的某一种粒子能够使CuO溶解，
故答案为：H₂O、H⁺、SO₄^2-中的某一种粒子能够使CuO溶解；
（2）因为现象是氧化铜不溶解，所以结论是水分子不能使氧化铜溶解，
故答案为：水不能溶解CuO；
（3）因为Ⅰ实验证明了H₂O不能使CuO溶解的结论，实验Ⅱ中既有H+，又有SO₄^2-和H₂O，其中水分子已经证明了不能使CuO溶解，而且知道实验Ⅱ中的现象是氧化铜溶解，但三个实验必须得出实验结果，所以实验Ⅲ中应加入的物质应该是含硫酸根的溶液，进而排除硫酸根是否能溶解氧化铜的结论，再加入稀硫酸提供氢离子，
故答案为：Na₂SO₄溶液；稀硫酸；
（4）通过实验可以得知，水分子和硫酸根离子都不能使氧化铜溶解，使氧化铜溶解的是氢离子，只有含有大量氢离子的溶液才可以和氧化铜反应使之溶解，所以结论是：稀H₂SO₄中的H⁺熔解CuO，H₂O和SO₄^2-不能溶解CuO；还能溶解CuO的另一种常见物质是硝酸或盐酸，
故答案为：氧化铜固体溶于稀H₂SO₄是稀硫酸H⁺在起作用，而H₂O，SO₄^2-两种粒子都不能使CuO溶解； 硝酸或盐酸．

点评 本题主要考查了酸溶液和氧化铜反应原理，题目难度中等，明确实验目的及发生反应原理为解答关键，试题培养了学生分析问题、解决问题的能力．