Question

【題目】在探究課上，老師給同學們一包黑色粉末，該粉末是由鐵粉和氧化銅粉末中的一種或兩種組成。為了確定該粉末的成分，同學們進行如下探究：

請回答下列問題：

（猜想假設）

(1)黑色粉末是鐵粉

(2)黑色粉末是氧化銅粉末

(3)黑色粉末是鐵粉和氧化銅粉末的混合物

（設計方案）取少量黑色粉末，放入硬質玻璃管中，

通入一氧化碳氣體，片刻后加熱充分反應(實驗裝置如圖所示)

請填寫如表空白：(實驗中鐵粉和氧化銅粉末兩物質間不發生反應)

實驗中可能出現的現象	結論
_____	猜想(1)成立
黑色粉末全部變紅，澄清的石灰水變渾濁	寫出石灰水變渾濁的化學方程式____。
_____	猜想(3)成立

（反思評價）

(1)實驗完畢后，先停止加熱，繼續通入一氧化碳直至玻璃管冷卻至室溫。繼續通入一氧化碳的目的是_____。

(2)從環保角度上看，上述裝置有不足之處，改進的方法是_____。

(3)經過實際實驗，確認猜想(2)成立。繼續實驗，直到玻璃管中的固體質量不再減少時，測得澄清石灰水吸收了4.4克的二氧化碳，求黑色粉末的質量______。(寫出計算過程)

Answer 1

【答案】黑色粉末不變紅，澄清的石灰水不變渾濁 黑色粉末部分變紅，澄清的石灰水變渾濁 防止生成的銅再次被氧化、澄清的石灰水倒吸入玻璃管中(合理說法均可) 在b處放一只燃著的酒精燈(或安裝尾氣處理裝置或在b處導管處綁一個小氣球等) 8g

【解析】

[設計方案]一氧化碳和氧化銅可反應生成銅和二氧化碳，而一氧化碳和金屬不發生反應；所以若猜想(1)成立，則黑色粉末不變紅，澄清的石灰水不變渾濁；黑色粉末全部變紅，澄清的石灰水變渾濁，說明一氧化碳與黑色粉末反應生成二氧化碳，二氧化碳與氫氧化鈣反應生成碳酸鈣白色沉淀和水；黑色的氧化銅與一氧化碳反應生成紅色的銅；若猜想(3)成立，則黑色粉末部分變紅，澄清的石灰水變渾濁；故填：

實驗中可能出現的現象	結論
黑色粉末不變紅，澄清的石灰水不變渾濁	猜想(1)成立
黑色粉末全部變紅，澄清的石灰水變渾濁	寫出石灰水變渾濁的化學方程式CO2+Ca(OH)2＝CaCO3↓+H2O．
黑色粉末部分變紅，澄清的石灰水變渾濁	猜想(3)成立

[反思評價](1)銅在溫度較高的情況下可與氧氣發生反應生成氧化銅，所以為了防止生成的銅再次被氧化，以及石灰水倒吸引起玻璃管炸裂，要通一氧化碳至玻璃管冷卻到室溫；故填：防止生成的銅再次被氧化、澄清的石灰水倒吸入玻璃管中(合理說法均可)；

(2)從環保角度上看，上述裝置沒有尾氣處理裝置，所以要在b處安裝尾氣處理裝置，用氣球收集起來或利用一氧化碳的可燃性將其燃燒掉；故填：在b處放一只燃著的酒精燈(或安裝尾氣處理裝置或在b處導管處綁一個小氣球等)；

(3)若猜想(2)成立，即發生的反應為CO+CuO Cu+CO2．設生成4.4g二氧化碳需要氧化銅的質量為x，則：

，x＝8g

答：黑色固體的質量為8g。