Question

某黑色物質(zhì)可能是CuO、C中的一種或兩種，小宇同學為研究該黑色物質(zhì)，設(shè)計如下方案（若有C存在，含量較少）：
研究成分：小宇同學設(shè)計的兩個實驗方案如下：
甲：黑色粉末觀察溶液顏色觀察現(xiàn)象；
乙：黑色粉末產(chǎn)物與白色硫酸銅接觸觀察現(xiàn)象．
試回答：
（1）甲方案中證明有氧化銅的實驗現(xiàn)象是______，證明有炭粉的實驗現(xiàn)象是______．
（2）乙方案中僅有氧化銅的實驗現(xiàn)象是______．
（3）以上兩個方案中，你認為哪個方案更好，理由是什么？______
（4）問題討論：
經(jīng)過查閱資料：Cu+2H₂SO₄（濃）CuSO₄+SO₂↑+2H₂O．
若黑色物質(zhì)中有Cu，使用甲方案，并將鹽酸改為稀硫酸，并加熱較長時間，是否可行？
______（填行或不行）．理由是______．
研究組成：若小宇經(jīng)實驗證明該黑色固體是CuO和C的混合物，則根據(jù)上述兩個方案，補充相應(yīng)步驟，以確定其中氧化銅的質(zhì)量分數(shù)，請幫助他完成下表．（該混合物質(zhì)量已經(jīng)測定）

方案	方案中所發(fā)生的 化學方程式	實驗所用儀器 （各缺一件玻璃儀器，填完整）	實驗需要 測定的物理量
甲	______	托盤天平、燒杯、試管、酒精燈、 玻璃棒、______．	______
乙		啟普發(fā)生器、托盤天平、硬質(zhì)試管、U型管、 玻璃導(dǎo)管、廣口瓶、______．	反應(yīng)前U型管及其中硫酸銅總質(zhì)量及 ______

Answer 1

解：（1）小宇方案中，若有氧化銅，則氧化銅和稀鹽酸反應(yīng)生成氯化銅和水，溶液變藍；證明有炭粉的實驗現(xiàn)象是溶液底部有黑色物質(zhì)；
（2）乙方案中僅有氧化銅的實驗現(xiàn)象是：白色硫酸銅變藍且澄清石灰水不變渾濁；
（3）以上兩個方案中，甲方案更好，理由是簡便節(jié)能；
（4）問題討論：經(jīng)過查閱資料：Cu+2H₂SO₄（濃）CuSO₄+SO₂↑+2H₂O．
若黑色物質(zhì)中有Cu，使用甲方案，并將鹽酸改為稀硫酸，并加熱較長時間，不可行（填行或不行）．理由是 加熱較長時間后的稀硫酸變成濃硫酸，銅也能與之反應(yīng)產(chǎn)生藍色現(xiàn)象，會干擾CuO的鑒定．
研究組成：若小宇經(jīng)實驗證明該黑色固體是CuO和C的混合物，則根據(jù)上述兩個方案，補充相應(yīng)步驟，以確定其中氧化銅的質(zhì)量分數(shù)，請幫助他完成下表．（該混合物質(zhì)量已經(jīng)測定）

方案	方案中所發(fā)生的 化學方程式	實驗所用儀器 （各缺一件玻璃儀器，填完整）	實驗需要 測定的物理量
甲	CuO+2HCl=CuCl2+H2O	托盤天平、燒杯、試管、酒精燈、 玻璃棒、漏斗．	過濾洗滌干燥后的碳的質(zhì)量
乙		啟普發(fā)生器、托盤天平、硬質(zhì)試管、U型管、 玻璃導(dǎo)管、廣口瓶、酒精燈．	反應(yīng)前U型管及其中硫酸銅總質(zhì)量及 反應(yīng)后U型管的總質(zhì)量

故答為：【研究成分】（1）溶液呈現(xiàn)藍色；溶液底部有黑色物質(zhì)．
（2）白色硫酸銅變藍且澄清石灰水不變渾濁．
（3）甲方案好，簡便節(jié)能．
（4）不可行；加熱較長時間后的稀硫酸變成濃硫酸，銅也能與之反應(yīng)產(chǎn)生藍色現(xiàn)象，會干擾CuO的鑒定．
【研究組成】CuO+2HCl=CuCl₂+H₂O；漏斗；過濾洗滌干燥后的碳的質(zhì)量．酒精燈，反應(yīng)后U型管的總質(zhì)量．
分析：（1）黑色粉末加稀鹽酸，氧化銅和稀鹽酸反應(yīng)生成氯化銅和水，溶液變藍，碳和稀鹽酸不反應(yīng)；
（2）乙方案中僅有氧化銅的實驗現(xiàn)象，考慮二氧化碳與澄清石灰水反應(yīng)的性質(zhì)；
（3）評價實驗方案搖考慮安全、可操作、節(jié)約原則，相比而言，小宇的實驗方案不需加熱，安全節(jié)能；
（4）若黑色物質(zhì)中有Cu，使用甲方案，并將鹽酸改為稀硫酸，并加熱較長時間，不可行（填行或不行）．因為加熱較長時間后的稀硫酸變成濃硫酸，銅也能與之反應(yīng)產(chǎn)生藍色現(xiàn)象，會干擾CuO的鑒定．
點評：本題考查對實驗方案的評價．評價實驗方案要從可操作性、安全、節(jié)約、環(huán)保等方面綜合考慮．