Question

11．某小組的同學在課外進行科學探究，以驗證銅片在空氣中灼燒后，表面生成的黑色物質確實是銅與氧氣合生成的CuO，他們進行了以下實驗：

（1）由如圖（a）兩個實驗步驟判斷：灼燒后銅片表面的黑色物質不是碳粒．
（2）為進一步證明步驟二銅片表面黑色物質的元素組成，他們選用了如圖（b）裝置繼續進行實驗：
a．甲同學向A裝置中通入純凈的H₂，為檢驗反應產物，A的右邊應連接上面的C裝置，裝置中的實驗現象為：A中有紅色物質出現，C中硫酸銅由白變藍，證明生成了水，則A中發生反應的化學方程式為：CuO+H₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Cu+H₂O．
b．乙同學向A裝置中通入純凈的CO，為檢驗反應產物，A的右邊應連接B裝置（填編號），所選裝置中的實驗現象為澄清石灰水變渾濁；此方法僅用上述裝置進行實驗有明顯的缺陷，要彌補這個缺陷，應采取的措施是：對尾氣進行處理．
c．通入的氣體如果含有少量水蒸汽，則應在A裝置左邊連接一個裝有濃硫酸的洗氣瓶裝置．
（3）結論：經過甲、乙兩同學的實驗現象證明，銅在空氣中加熱確實是與氧化合，并生成了氧化銅．
（4）如果甲同學要用數據證明（3）的結論，你認為還應補充的實驗操作是：對銅片灼燒前后，以及用氣體還原以后都進行稱量．

Answer 1

分析 根據已有的知識進行分析，檢驗水的存在使用的是無水硫酸銅粉末，一氧化碳能與氧化銅反應生成銅和二氧化碳，二氧化碳能使澄清的石灰水變渾濁，一氧化碳有毒，使用一氧化碳進行實驗時，必須進行尾氣處理，要確定銅確實與氧氣反應生成了氧化銅，還必須從定量的角度進行分析．

解答 解：（1）用蠟燭燃燒的煙使銅片變黑能夠擦掉，而用酒精燈灼燒銅片變黑不能擦掉，說明灼燒后銅片表面的黑色物質不是碳；
（2）a、通入氫氣后A中有紅色物質出現，說明生成了銅，C中硫酸銅由白變藍，證明生成了水，所以該反應的化學方程式為：CuO+H₂ $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Cu+H₂O；
b、假設灼燒后的產物是氧化銅，則一氧化碳還原氧化銅后的產物是銅和二氧化碳，生成的二氧化碳在通過澄清石灰水時，澄清石灰水會變渾濁，因此用用A裝置與B裝置連接起來，若B裝置中的澄清石灰水變渾濁，則能證明灼燒后的產物為氧化銅；未發生反應的一氧化碳會排放在空氣中，污染空氣，要彌補這個缺陷，應采取的措施是：用燃著的酒精燈將多余的尾氣燒掉．
c、要除去水蒸氣可以使用濃硫酸，即選擇一只裝有濃硫酸的洗氣瓶；
（3）從實驗可以證明黑色物質是氧化銅，即：銅在空氣中加熱確實是與氧化合，并生成了氧化銅．
（4）要確定銅確實與氧氣反應生成了氧化銅，還必須從定量的角度進行分析，通過對銅片灼燒前后的質量以及無水硫酸銅增加的質量稱量，計算氧元素的質量，可以通過對銅片灼燒前后和C裝置反應前后都進行稱量來完成判斷．
故答案為：（1）碳粒；
（2）a．CuO+H₂ $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Cu+H₂O；
b．B；澄清石灰水變渾濁；對尾氣進行處理；
c．裝有濃硫酸的洗氣瓶；
（3）銅在空氣中加熱確實是與氧化合，并生成了氧化銅；
（4）對銅片灼燒前后，以及用氣體還原以后都進行稱量．

點評 本題考查了一氧化碳、氫氣還原氧化銅的實驗即常見物質的檢驗，完成此題，可以依據已有的知識進行，要求同學們熟記常見物質的性質，以便靈活應用．