Question

4．如图是用木炭炼铜的微型实验装置，某校科学兴趣小组采用该装置开展以下探究活动．
【提出问题】木炭与CuO反应所得红色固体中含有什么物质？
【查阅资料】
（1）木炭与CuO的反应是：2CuO$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Cu+CO₂↑，若该反应进行的不彻底，产物中还有氧化亚铜（Cu₂O）．
（2）Cu₂O是红色固体，能与稀硫酸反应得到铜和硫酸铜溶液：Cu₂O+H₂SO₄═Cu+CuSO₄+H₂O．
【作出猜想】红色固体的成分：①全部是Cu；②全部是Cu₂O；③Cu和Cu₂O．
【实验探究】
（1）取木炭、CuO两种黑色粉末适量，再与少许CaCl₂（能降低反应温度，加快反应速率）均匀混合，然后将黑色粉末装入长柄V形玻璃管的直管内．
（2）按图连好实验装置，然后加热反应物；2分钟后，黑色粉末出现红热现象，同时澄清的石灰水变浑浊．（3）待玻璃管冷却后，提取里面的红色固体，进行如下的验证：（试将空格填写完整）

步骤	现象	结论
Ⅰ取1.44g红色固体装入试管，滴入足量的 稀硫酸充分反应	溶液变蓝色	猜想①错误
Ⅱ滤出试管中残留的红色固体，洗涤干燥，称其质量为1.04g	/	猜想③　正确

【评价反思】若要证明CaCl₂是该反应的催化剂，还需要验证CaCl₂的质量和化学性质在反应前后不变．

Answer 1

分析 【作出猜想】根据反应是否完全进行猜想解答；
【实验探究】根据物质的性质及相互间的反应、实验现象进行分析解答；
【评价反思】根据催化剂的性质解答．

解答 解：【作出猜想】红色固体的成分：①全部是Cu；②全部是Cu₂O；③Cu和Cu₂O；
【实验探究】二氧化碳能使澄清的石灰水变混浊，按图连好实验装置，然后加热反应物；2分钟后，黑色粉末出现红热现象，同时澄清的石灰水变浑浊，
此时停止加热．
木炭和氧化铜的反应生成铜单质，铜不与稀硫酸反应，由资料可知，Cu₂O是红色固体，且能与稀硫酸反应．因此，待玻璃管冷却后，提取里面的红色固体装入试管中，然后向里面滴入足量的稀硫酸，进行观察，这时会看到红色固体部分减少，且溶液变为蓝色，这说明红色固体的成分既有Cu也有Cu₂O．猜想①错误；猜想③正确；
【评价反思】若要证明CaCl₂是该反应的催化剂，还需要验证CaCl₂的质量和化学性质在反应前后不变．
故答案为：【作出猜想】Cu和Cu₂O；
【实验探究】

骤	现象	结论
①取1.44g红色固体装入试管，滴入足量的 稀硫酸充分反应	红色固体部分减少，溶液变为 蓝色	猜想 ①肯定错误
②滤出试管中残留的红色固体，洗涤干燥，称其质量为1.04g	/	猜想 ③肯定正确

【评价反思】质量和化学性质在反应前后不变．

点评 合理设计实验，科学地进行实验、分析实验，是得出正确实验结论的前提，因此要学会设计实验、进行实验、分析实验，为学好化学知识奠定基础．