Question

【題目】某化學實驗室有一瓶黑色固體粉末M（M是純凈物），因試劑瓶標簽破損無法確定其成分。為探究M的成分小軍進行了以下實驗，請你參與他的探究：

（猜想與假設）物質M可能是_______________；

（設計與實驗）取兩份等量的M樣品，分別進行如下圖的實驗：

（分析與結論）

（1）從實驗一小軍得出M的物理性質有_______________(填寫一種)；

（2）從實驗二小軍推斷出M的化學式是_______________；

（3）實驗二中②發生反應的化學方程式是_______________。

（拓展與延伸）探究M與稀硫酸反應的本質

（1）稀硫酸中含有水分子、氫離子、硫酸根離子等粒子，其中屬于陰離子的是_________

(用化學符號來表示)；

（2）小軍分析實驗一、二后認為：可能是稀硫酸中的某一種離子與M發生了反應。為確定稀硫酸中何種離子與M發生了反應，他繼續設計了如下圖的實驗進行探究：

實驗三中的A可選用的藥品是___________ (填序號，下同)，實驗四中的B可選用的藥品是___________；

①硫酸鉀溶液 ②氯化鉀溶液 ③氫氧化鈉溶液 ④稀鹽酸

（3）小軍通過上述實驗證明：稀硫酸中___________ (用化學符號來表示)與M發生了反應；

（反思與交流）某同學優化了小軍的整個實驗方案，認為不需要進行實驗___________ (填實驗編號)，就能確定M的成分，也能確定稀硫酸中何種粒子與M發生了反應。

Answer 1

【答案】氧化銅、二氧化錳、四氧化三鐵、鐵粉、炭粉中的一種顏色黑色，固體，不溶于水（寫一種即可）CuOCuSO4+2NaOH＝Cu(OH)2↓+Na2SO4SO42-①④H+一、二

【解析】

猜想與假設：初中化學實驗室常見的黑色粉末且為純凈物的有氧化銅、二氧化錳、四氧化三鐵、鐵粉、炭粉，故猜想物質M可能是氧化銅、二氧化錳、四氧化三鐵、鐵粉、炭粉中的一種。

分析與結論：

（1）實驗一中可觀察到黑色固體不同于水，故M的物理性質有顏色黑色，固體，不溶于水；

（2）根據實驗二可知M與可與稀硫酸反應得到藍色溶液，故M為氧化銅，化學式為CuO；

（3）M為氧化銅可與稀硫酸反應生成硫酸銅和水，加入氫氧化鈉溶液后，硫酸銅可與氫氧化鈉反應生成氫氧化銅藍色絮狀沉淀和硫酸鈉，故②的化學方程式為CuSO4+2NaOH＝Cu(OH)2↓+Na2SO4；

拓展與延伸：

（1）稀硫酸中硫酸根離子為陰離子，符號為SO42-；

（2）稀硫酸中含有氫離子和硫酸根離子，如果要驗證哪種離子與M發生了反應，應該考慮單獨含有H+或SO42-的物質和CuO反應，觀察CuO是否溶解，由實驗三知，加入A藥品與M不反應，所以實驗三中應加入的物質可以是硫酸鈉等可溶性硫酸鹽，選擇①硫酸鉀溶液；實驗四能溶解CuO，所以B藥品可能是硫酸或鹽酸等酸類物質，選擇④稀鹽酸。

（3）通過以上實驗知，加入酸后M溶解，說明H+能使氧化銅溶解，故答案為H+

反思與交流：溶液中溶劑是水，同時M不與可溶性硫酸鹽反應，并且只有含有銅離子的溶液才顯藍色，故實驗三、四既能確定M的成分，也能確定稀硫酸中何種粒子與M發生了反應，不需要實驗一、二。