Question

18．某同学在电视寻宝节目中，看到一些铜制文物上有绿色的锈迹，并对绿色锈迹产生了探究兴趣．

【查阅资料】①绿色锈迹是碱式碳酸铜[Cu₂（OH）₂CO₃]，受热易分解．
②无水硫酸铜为白色粉末，遇水变蓝．
③碱石灰是CaO和NaOH的固体混合物，NaOH与CO₂反应生成碳酸钠固体和水．
④氧化铜与稀硫酸反应生成蓝色溶液，碳粉不与稀硫酸反应也不溶解在稀硫酸中．
【发现问题】
查阅资料后，该同学将少量碱式碳酸铜放入试管中加热，发现试管中的固体由绿色变成黑色，同时试管壁上有无色液滴生成．
为了进一步确定碱式碳酸铜受热分解的产物，进行了如下探究：
探究一：碱式碳酸铜受热分解生成的黑色固体的成分．
【猜想与假设】该黑色固体可能是①碳粉；②氧化铜；③碳和氧化铜的混合物．
【设计方案】请帮助该同学完成下述实验报告．

实验操作与现象	实验结论
实验操作：取黑色固体适量于试管中，加入足量稀硫酸； 实验现象：黑色固体全部溶解，形成蓝色溶液	猜想②正确

探究二：碱式碳酸铜受热分解还会生成CO₂和H₂O．
【进行实验】选择如图所示装置进行验证．
步骤一：连接A和B，打开活塞，通入一段时间的空气．
步骤二，关闭活塞，依次连接装置A→B→D→C（填“C”、“D”）．
步骤三：点燃酒精灯，观察到明显现象后，停止加热．
【解释与结论】
　①当观察到D中无水硫酸铜变成蓝色，C中澄清石灰水变浑浊，说明碱式碳酸铜受热分解生成了CO₂和H₂O，写出C中反应的化学方程式Ca（OH）₂+CO₂═CaCO₃↓+H₂O．
②Cu₂（OH）₂CO₃受热分解的化学方程式Cu₂（OH）₂CO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CuO+H₂O+CO₂↑．
【反思与评价】
上述装置中A的作用是除去空气中的水蒸气和二氧化碳．

Answer 1

分析 探究一：
【猜想与假设】该黑色固体可能是①碳粉；②氧化铜；③碳和氧化铜的混合物．
【设计方案】
碳和稀硫酸不能反应，氧化铜和稀硫酸反应生成硫酸铜和水，硫酸铜溶液是蓝色的；
探究二：
无水硫酸铜能和水反应生成蓝色五水硫酸铜，二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊；
根据反应物、生成物、反应条件及其质量守恒定律可以书写反应的化学方程式；
碱石灰中含有氧化钙和氢氧化钠，能够吸收水蒸气和二氧化碳．

解答 解：探究一：
该黑色固体可能是①碳粉；②氧化铜；③碳和氧化铜的混合物．
故填：氧化铜．
实验报告如下所示：

实验操作与现象	实验结论
实验操作：取黑色固体适量于试管中，加入足量稀硫酸； 实验现象：黑色固体全部溶解，形成蓝色溶液	猜想②正确

探究二：
步骤二，因为澄清石灰水对检验水蒸气会产生干扰，因此关闭活塞后，依次连接装置顺序是A→B→D→C．
故填：D；C．
　①当观察到D中无水硫酸铜变成蓝色，C中澄清石灰水变浑浊，说明碱式碳酸铜受热分解生成了CO₂和H₂O，C中二氧化碳和氢氧化钙反应生成碳酸钙和水，反应的化学方程式为：Ca（OH）₂+CO₂═CaCO₃↓+H₂O．
故填：D中无水硫酸铜变成蓝色，C中澄清石灰水变浑浊；Ca（OH）₂+CO₂═CaCO₃↓+H₂O．
②Cu₂（OH）₂CO₃受热分解的化学方程式为：Cu₂（OH）₂CO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CuO+H₂O+CO₂↑．
故填：Cu₂（OH）₂CO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CuO+H₂O+CO₂↑．
上述装置中A的作用是除去空气中的水蒸气和二氧化碳，防止对实验产生干扰．
故填：除去空气中的水蒸气和二氧化碳．

点评 实验现象是物质之间相互作用的外在表现，因此要学会设计实验、观察实验、分析实验，为揭示物质之间相互作用的实质奠定基础．