Question

氧化銅是一種黑色固體，可溶于稀硫酸．某同學想知道是稀硫酸的哪種粒子（H₂O、H⁺、SO₄^2-）能使氧化銅溶解．請你和他一起通過下圖所示Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ三個實驗完成這次探究活動．
（1）你提出的假設是

 

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（2）通過實驗Ⅰ可以證明

 

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（3）要證明另外兩種粒子能否溶解氧化銅，還需要進行實驗Ⅱ和Ⅲ，在Ⅱ中加入稀硫酸后氧化銅溶解，則進一步確認的實驗操作是：在Ⅲ中加入

 

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（4）探究結果為

 

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（5）反應的離子方程式為

 

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Answer 1

考點：性質實驗方案的設計

專題：

分析：（1）根據所學知識，稀硫酸中存在H⁺、SO₄^2-、H₂O三種粒子，提出假設并不困難，一般都知道應是三種粒子中的某一種使CuO溶解，所以可以假設使氧化銅溶解的可能是氫離子；
（2）因為現象是氧化銅不溶解，所以結論是水分子不能使氧化銅溶解；
（3）因為Ⅰ實驗證明了H₂O不能使CuO溶解的結論，實驗Ⅱ中既有H⁺，又有SO₄^2-和H₂O，其中水分子已經證明了不能使CuO溶解，而且知道實驗Ⅱ中的現象是氧化銅溶解，但三個實驗必須得出實驗結果，所以實驗Ⅲ中應加入的物質應該是含硫酸根的溶液，進而排除硫酸根是否能溶解氧化銅的結論；
（4）通過實驗可以得知，水分子和硫酸根離子都不能使氧化銅溶解，使氧化銅溶解的是氫離子，只有含有大量氫離子的溶液才可以和氧化銅反應使之溶解；
（5）CuO與氫離子反應生成銅離子和水，據此寫出反應的離子方程式．

解答： 解：（1）根據稀硫酸溶液中存在的微粒進行假設，溶液中存在H₂O，H⁺，SO₄^2-三種微粒，所以設計三個實驗分別驗證起作用的微粒，
故答案為：H⁺能夠使CuO溶解；
（2）實驗Ⅰ的試管中的液體成分為水，該實驗證明水不溶解CuO，
故答案為：水不溶解CuO；
（3）要想證明起作用的是H⁺，首先要排除SO₄^2-的干擾，所以在Ⅲ中應該加入含SO₄^2-的鹽，如Na₂SO₄（或K₂SO₄等），
故答案為：Na₂SO₄（或K₂SO₄等）；
（4）通過對比實驗驗證起作用的成分，得出結論是：氧化銅固體溶于稀H₂SO₄是稀硫酸H⁺在起作用，而H₂O、SO₄^2-兩種粒子都不能使CuO溶解，
故答案為：氧化銅固體溶于稀H₂SO₄是稀硫酸H⁺在起作用，而H₂O、SO₄^2-兩種粒子都不能使CuO溶解；  
（5）CuO與硫酸電離的氫離子反應生成銅離子和水，反應的離子方程式為：CuO+2H⁺=Cu²⁺+H₂O，
故答案為：CuO+2H⁺=Cu²⁺+H₂O．

點評：本題考查了性質實驗方案的設計，題目難度中等，明確題干信息正確常見物質的化學性質為解答此類題的關鍵，注意掌握物質性質實驗方案的設計原則，試題側重考查學生的分析、理解能力及化學實驗能力．