Question

孔雀石主要成分是堿式碳酸銅[Cu₂（OH）₂CO₃]，綠色并具有濃淡的條狀花紋（見右圖），是礦物中最吸引人的裝飾材料之一，也是人類最早冶煉銅的原料．某校課外小組同學欲在實驗室驗證堿式碳酸銅制銅的反應原理．
查閱資料：①Cu₂（OH）₂CO₃2CuO+CO₂↑+H₂O　　2CuO+C2Cu+CO₂↑
②CuO為黑色固體，化學性質和氧化鐵相似．
（1）實驗l：加熱分解堿式碳酸銅．裝置如圖所示．
①A中固體的變化為______．
②欲證明反應后有水生成，B中所盛試劑為______．
③反應結束時的操作應該是______，理由是______．
（2）實驗2：木炭和氧化銅反應．
將木炭粉末和氧化銅粉末混合均勻，放進試管加熱，反應后將試管中的粉末倒出，有銅生成，還有少量黑色粉末剩余．該小組同學設計方案驗證黑色粉末的成分．
做出猜想：剩余黑色粉末可能是：①氧化銅；②木炭；③木炭和氧化銅．
實驗驗證：填寫下表．

實驗操作及現象	實驗結論
	該黑色粉末為氧化銅

（3）某同學探究在實際反應中，木炭和氧化銅反應生成銅時反應物的最佳質量比，設計方案如下：

	配方l	配方2	配方3	配方4
木炭質量（g）	0.4	0.5	0.6	0.7
氧化銅質量（g）	8	8	8	8

上述設計方案的主要研究方法是______．

Answer 1

解：
（1）①根據資料：Cu₂（OH）₂CO₃2CuO+CO₂↑+H₂O，堿式碳酸銅[Cu₂（OH）₂CO₃]為綠色，CuO為黑色固體；所以加熱分解堿式碳酸銅A中固體的變化是綠色固體變黑；
故答案為：綠色固體變黑；
②A裝置是吸收水分的裝置因其為液體，故是濃硫酸；若反應后有水生成，則裝置的質量增加，反之，質量不變；
故答案為：濃硫酸；
③反應結束時應該先將A與B、C裝置分開，防止液體倒流入試管，引起試管炸裂；
故答案為：
先將試管上的膠塞拔下（或先將兩個試劑瓶上的膠塞拔出），再撤酒精燈；
防止水倒流，引起試管炸裂；
（2）此實驗可以加入稀硫酸充分反應，因為碳不與硫酸反應，氧化銅與硫酸可以反應生成硫酸銅溶液；所以若出現黑色粉末全部溶解，紅色固體剩余，溶液變為藍色，則說明是氧化銅；
故答案為：取少量剩余黑色粉末于試管中，加入足量稀硫酸，充分反應，黑色粉末全部溶解，溶液變為藍色；
（3）由該同學的方案可以看出，該同學是通過一種物質的量不變，而改變另一種物質的質量進行探究的控制變量法；
故答案為：使用控制變量法（合理說法均可）．
分析：（1）①根據資料：Cu₂（OH）₂CO₃2CuO+CO₂↑+H₂O，堿式碳酸銅[Cu₂（OH）₂CO₃]為綠色，CuO為黑色固體進行回答；
②吸收水的液體一般是濃硫酸，可根據其質量是否變化進行判斷；
③反應結束時應該先將A與B、C裝置分開，防止液體倒流入試管，引起試管炸裂；
（2）證明黑色固體是氧化銅可以從碳和氧化銅能否與稀硫酸反應分析解答；
（3）該同學設計方案的方法是利用控制變量的思想：通過一種物質的量不變，而改變另一種物質的質量進行探究．
點評：本題考查了學生依據物質的性質設計實驗方案的能力，要結合所學相關知識及題目提供的信息仔細分析解答．