Question

與我市相鄰的陽春市石菉銅礦盛產堿式碳酸銅[Cu₂（OH）₂CO₃]，堿式碳酸銅是一種綠色固體，俗稱孔雀石，受熱分解有黑色固體生成．某化學實驗興趣小組的同學決定對這種黑色固體產物的成分進行探究，他們稱取11.1g堿式碳酸銅在試管中加熱使之完全分解，冷卻至室溫，稱得黑色固體產物的質量為8.0g．
猜想：
①該黑色固體產物可能是氧化銅；
②該黑色固體產物可能是碳粉；
③該黑色固體產物可能是氧化銅和碳粉的混合物．
實驗方案：
向盛有少量該黑色固體的試管中加入足量的稀硫酸，充分振蕩，靜置后觀察現象．
（1）觀察到的現象是______，證明猜想①正確；
（2）如果猜想③正確，觀察到的現象應是______．
思考：（1）同學們根據實驗數據進行計算，排除了猜想②，理由是______．
（2）同學們再從碳的化學性質分析，認為猜想③可以排除，理由是______．
結論：堿式碳酸銅受熱完全分解的化學方程式為______．
反思：如果往堿式碳酸銅固體中加入足量稀硫酸，發生的反應的化學方程式為：______．

Answer 1

解：（1）氧化銅和稀硫酸反應生成硫酸銅和水，硫酸銅的水溶液的顏色是藍色的；
故答案為：試管中溶液變成藍色，黑色固體消失（或沒有黑色固體剩余）．
（2）氧化銅和稀硫酸反應生成硫酸銅和水，硫酸銅的水溶液的顏色是藍色的；但是碳不會和硫酸反應；
故答案為：試管中溶液變成藍色，仍有黑色固體剩余．
思考：（1）根據質量守恒定律可知，反應前后元素的種類、質量均不發生改變；反應前的碳的質量是：
11.1×（ ×100%）═0.6g，但是黑色粉末的質量是8g，因此排除②；
故答案為：11.1g堿式碳酸銅中含有C：×11.1g=0.6g＜8.0g．
（2）假如是氧化銅和碳的混合物，它們在高溫條件下反應生成銅和二氧化碳；也就是兩者不能共存．
實驗證明該黑色固體是氧化銅，依據質量受很定律元素的種類不變可知另外的產物是二氧化碳和水，同時可結合產物與硫酸的反應書寫堿式碳酸銅與硫酸的反應．
故答案為：在高溫下碳可以和氧化銅反應，也就是不能共存．
結論：Cu₂（OH）₂CO₃2CuO+H₂O+CO₂↑；
反思：Cu₂（OH）₂CO₃+2H₂SO₄═2CuSO₄+3H₂O+CO₂↑．
分析：探究性題目的做法是大膽推測，但要有合理的依據，不能憑空猜想；根據質量守恒定律可知，堿式碳酸銅[Cu₂（OH）₂CO₃]的產物是有Cu、O、H、C中的一種或多種元素組合而成；根據題目信息（黑色粉末）可知，黑色物質可以是題目所說的三種情況．
實驗方案（1）根據氧化銅和硫酸的性質及其產物的顏色解決即可．
（2）根據氧化銅和硫酸的性質及其產物的顏色，結合碳不與硫酸反應的事實解決．
思考：（1）利用質量守恒定律元素的質量守恒解決即可．
（2）碳和氧化銅在高溫情況下會發生反應可知；利用實驗的事實結合質量守恒定律以及產物與硫酸的反應書寫有關的方程式即可．
點評：本題主要考查了利用所學過的知識，通過實驗探究堿式碳酸銅的受熱分解產物，其中涉及到依據碳和氧化銅的化學性質不同，選擇合適的試劑并根據實驗現象對二者進行鑒別的問題．