Question

（2004?揚州）某黑色物質可能是CuO、C中的一種或兩種，小宇同學為研究該黑色物質，設計如下方案（若有C存在，含量較少）：
研究成分：小宇同學設計的兩個實驗方案如下：
甲：黑色粉末

加稀鹽酸

微熱

觀察溶液顏色觀察現象；
乙：黑色粉末

通氫氣

并加熱

產物與白色硫酸銅接觸

通入到足量

澄清石灰水

觀察現象．
試回答：
（1）甲方案中證明有氧化銅的實驗現象是

溶液呈現藍色

，證明有炭粉的實驗現象是

溶液底部有黑色物質

．
（2）乙方案中僅有氧化銅的實驗現象是

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，你認為哪個方案更好，理由是什么？

甲方案好，簡便節能

（4）問題討論：
經過查閱資料：Cu+2H₂SO₄（濃）

△   .

CuSO₄+SO₂↑+2H₂O．
若黑色物質中有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？

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，銅也能與之反應產生藍色現象，會干擾CuO的鑒定

．
研究組成：若小宇經實驗證明該黑色固體是CuO和C的混合物，則根據上述兩個方案，補充相應步驟，以確定其中氧化銅的質量分數，請幫助他完成下表．（該混合物質量已經測定）

方案	方案中所發生的 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量
乙		啟普發生器、托盤天平、硬質試管、U型管、 玻璃導管、廣口瓶、 酒精燈 ．	反應前U型管及其中硫酸銅總質量及 反應后U型管的總質量

Answer 1

分析：（1）黑色粉末加稀鹽酸，氧化銅和稀鹽酸反應生成氯化銅和水，溶液變藍，碳和稀鹽酸不反應；
（2）乙方案中僅有氧化銅的實驗現象，考慮二氧化碳與澄清石灰水反應的性質；
（3）評價實驗方案搖考慮安全、可操作、節約原則，相比而言，小宇的實驗方案不需加熱，安全節能；
（4）若黑色物質中有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，銅也能與之反應產生藍色現象，會干擾CuO的鑒定．

解答：解：（1）小宇方案中，若有氧化銅，則氧化銅和稀鹽酸反應生成氯化銅和水，溶液變藍；證明有炭粉的實驗現象是溶液底部有黑色物質；
（2）乙方案中僅有氧化銅的實驗現象是：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，理由是簡便節能；
（4）問題討論：經過查閱資料：Cu+2H₂SO₄（濃）

△   .

CuSO₄+SO₂↑+2H₂O．
若黑色物質中有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，銅也能與之反應產生藍色現象，會干擾CuO的鑒定．
研究組成：若小宇經實驗證明該黑色固體是CuO和C的混合物，則根據上述兩個方案，補充相應步驟，以確定其中氧化銅的質量分數，請幫助他完成下表．（該混合物質量已經測定）

方案	方案中所發生的 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量
乙		啟普發生器、托盤天平、硬質試管、U型管、 玻璃導管、廣口瓶、酒精燈．	反應前U型管及其中硫酸銅總質量及 反應后U型管的總質量

故答為：【研究成分】（1）溶液呈現藍色；溶液底部有黑色物質．
（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，銅也能與之反應產生藍色現象，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量．酒精燈，反應后U型管的總質量．

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、節約、環保等方面綜合考慮．