Question

小張同學得知我國早在西漢時期，就能利用鐵單質與硫酸銅溶液反應制取銅，其反應的化學方程式為

 

．他利用硫酸銅進行趣味實驗，將浸泡了

 

色硫酸銅溶液的濾紙在酒精燈火焰上點燃，觀察到濾紙顏色變白，由濕變干后燃燒．在燃燒后的灰燼中出現(xiàn)紅色固體．他很好奇，進行了相關探究，請你參與并填寫有關空白．
【提出問題】
紅色固體是什么物質？它是如何產生的？
【查閱資料】
（1）溫度達200℃時，CuSO₄開始分解生成CuO和另一種氧化物；此反應前后各元素的化合價保持不變．
（2）溫度超過1000℃，CuO才分解生成氧化亞銅（Cu₂O）；Cu₂O呈紅色．
【作出猜想】紅色固體①可能是Cu；②也可能是Cu₂O；③還可能是

 

的混合物．
【實驗探究】
（1）取紅色固體觀賞，呈亮紅色；
（2）取少量紅色固體于試管中，加入稀硫酸，固體不溶解，溶液仍為無色．
【分析推理】
（1）請教老師后得知，如有Cu₂O存在，加入稀硫酸會發(fā)生如下反應：Cu₂O+H₂SO₄═CuSO₄+Cu+H₂O結合實驗探究的現(xiàn)象，確定亮紅色固體為

 

，同時也說明濾紙燃燒時的溫度低于

 

（填序號）
      A.200℃B.1000℃
（2）濾紙主要是由碳、氫、氧三種元素組成的，經分析，產生紅色固體的原因可能是濾紙在燃燒過程中產生的碳與分解產生的CuO發(fā)生反應，生成亮紅色固體和二氧化碳，請寫出該反應的化學方程式

 

．
【交流討論】
（1）將浸有硫酸銅溶液的濾紙點燃，剛開始不能燃燒，是因為

 

．
（2）此實驗中，CuSO₄受熱分解生成CuO和

 

（填化學式）．

Answer 1

考點：實驗探究物質的性質或變化規(guī)律,酸的化學性質,鹽的化學性質,書寫化學方程式、文字表達式、電離方程式

專題：科學探究

分析：根據鐵單質與硫酸銅溶液反應制取銅，寫出反應的化學方程式，根據銅離子顯藍色解答；
【作出猜想】根據溫度超過1000℃，CuO才分解生成氧化亞銅（Cu₂O）；Cu₂O呈紅色，則CuO的生成物可能為Cu，也可能為Cu₂O，還有可能為Cu、Cu₂O的混合物；
【分析推理】
（1）根據所設計的實驗：向紅色固體中加入足量稀硫酸，由于銅不能與稀硫酸發(fā)生反應而Cu₂O能與稀硫酸反應生成銅和硫酸銅，反應后溶液呈藍色說明固體中含有Cu₂O；若無現(xiàn)象，則固體中只含有銅；
（2）根據碳與CuO發(fā)生反應，生成亮紅色固體和二氧化碳，寫出反應的化學方程式；
【交流討論】
（1）根據燃燒的條件解答；
（2）根據CuSO₄開始分解生成CuO和另一種氧化物；此反應前后各元素的化合價保持不變，利用質量守恒定律解答．

解答：解：
鐵單質與硫酸銅溶液反應制取銅，反應的化學方程式為：CuSO₄+Fe═Cu+FeSO₄，銅離子顯藍色，硫酸銅溶液是藍色溶液；
【作出猜想】根據溫度超過1000℃，CuO才分解生成氧化亞銅（Cu₂O）；Cu₂O呈紅色，銅也是紅色，；③還可能是Cu、Cu₂O的混合物；
【分析推理】
（1）由于銅不能與稀硫酸發(fā)生反應而Cu₂O能與稀硫酸反應生成銅和硫酸銅，反應后溶液呈藍色說明固體中含有Cu₂O；若無現(xiàn)象，則固體中只含有銅；根據探究，取少量紅色固體于試管中，加入稀硫酸，固體不溶解，溶液仍為無色，則固體中只含有銅；同時也說明濾紙燃燒時的溫度低于1000℃；
（2）碳與CuO發(fā)生反應，生成亮紅色固體和二氧化碳，反應的化學方程式為：C+2CuO 

高溫  .

2Cu+CO₂↑；
【交流討論】
（1）將浸有硫酸銅溶液的濾紙點燃，剛開始不能燃燒，是因為沒有達到燃燒所需的最低溫度（著火點）；
（2）CuSO₄開始分解生成CuO和另一種氧化物；此反應前后各元素的化合價保持不變，故CuSO₄受熱分解生成CuO和SO₃．
故答案為：
 CuSO₄+Fe═Cu+FeSO₄；藍；
【作出猜想】③Cu、Cu₂O；
【分析推理】
（1）銅；B；
（2）C+2CuO 

高溫  .

2Cu+CO₂↑；
【交流討論】
（1）沒有達到燃燒所需的最低溫度（著火點）；
（2）SO₃．

點評：在研究物質組成時，通過定性的探究實驗不能確定某組成成分時，可通過定量研究加以判斷；定量研究時，質量守恒思想是進行推斷的根本依據．