Question

有一包粉末，可能由C、CuO、Fe三種物質(zhì)中的一種或兩種組成．小明同學(xué)為了探究它的成分，按如下步驟進(jìn)行實(shí)驗(yàn)．
（1）小明先對(duì)實(shí)驗(yàn)做了如下設(shè)想和分析．取少量粉末于燒杯中，向燒杯中加入過量的稀硫酸，則實(shí)驗(yàn)中可能出現(xiàn)的現(xiàn)象與對(duì)應(yīng)結(jié)論如下表所示（表中未列完所有情況）．請(qǐng)你幫助完成．

燒杯中可能出現(xiàn)的現(xiàn)象	結(jié)論
①有黑色不溶物，無氣泡逸出，溶液呈無色	結(jié)論：只含______
②______	結(jié)論：含C、CuO
③______	結(jié)論：含C、Fe

（2）通過實(shí)驗(yàn)及分析，確定該粉末為C、CuO的混合物．小方想繼續(xù)探究：木炭在高溫條件與氧化銅反應(yīng)生成的紅色粉末的組成．
【查閱資料】①Cu、Cu₂O都是紅色固體；
②2CuO+C 2Cu+CO₂↑，4CuO2Cu₂O+O₂↑
③CO+Cu₂O2Cu+CO₂，Cu₂O+2HCl=CuCl₂+Cu+H₂O
【猜想】生成的紅色粉末究竟是什么？請(qǐng)你和小方一起完成下列猜想：
猜想①Cu；   猜想②Cu₂O；  猜想③______．
【設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)】小方同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)簡(jiǎn)單實(shí)驗(yàn)很快排除了猜想①，請(qǐng)你幫助他完成下表：

實(shí)驗(yàn)步驟	現(xiàn)象	結(jié)論
______	______	猜想①不正確

為進(jìn)一步確定紅色粉末的組成，小方利用下列裝置，設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)方案（裝置氣密性良好）．

①取紅色粉末樣品的質(zhì)量20克；       ②測(cè)出反應(yīng)前B裝置的總質(zhì)量為210.0克；
③反應(yīng)很長(zhǎng)時(shí)間后測(cè)得B裝置的總質(zhì)量為214.4克；④通過計(jì)算確定紅色粉末的組成．
根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)，回答下列問題：
Ⅰ．實(shí)驗(yàn)開始時(shí)，先通CO后稱量B裝置的總質(zhì)量，再加熱，實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖莀_____
A．排盡裝置內(nèi)空氣，防止加熱發(fā)生爆炸
B．防止裝置內(nèi)的空氣影響測(cè)量結(jié)果
C．防止液體倒流到硬質(zhì)玻璃管中
Ⅱ．C裝置的作用是______．
Ⅲ．為防止實(shí)驗(yàn)中尾氣對(duì)大氣的污染，可以對(duì)尾氣進(jìn)行收集，現(xiàn)提供水槽和集氣瓶，還需一種儀器是______．
Ⅳ．請(qǐng)你根據(jù)以上數(shù)據(jù)通過計(jì)算，得出紅色粉末組成是______．
Ⅴ．不改變裝置和藥品，你還可以通過測(cè)定______等數(shù)據(jù)，再通過計(jì)算得出紅色粉末組成．
【交流反思】小紅認(rèn)為紅色粉中的銅，有一部分可能是C與Cu₂O在高溫下反應(yīng)生成的，寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式：______ 4Cu+CO₂↑

Answer 1

【答案】分析：（1）根據(jù)C、CuO、Fe三種物質(zhì)和稀硫酸反應(yīng)的現(xiàn)象即可．
（2）
[猜想]根據(jù)題目信息可知，Cu、Cu₂O都是紅色固體，所以紅色物質(zhì)可以是兩者的混合物．
[設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)]觀察四個(gè)方程式可以發(fā)現(xiàn)，Cu₂O和稀鹽酸反應(yīng)，但是Cu和稀鹽酸不會(huì)反應(yīng)，根據(jù)這個(gè)區(qū)別就可設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)．
I和Ⅱ、由于空氣中的二氧化碳可以和氫氧化鈉反應(yīng)，所以必須排除試管中和大氣的二氧化碳的干擾．
Ⅲ、收集裝置的組成在教材中常見，集氣瓶和導(dǎo)管．
Ⅳ、通過化學(xué)方程式的計(jì)算算出氧化亞銅的質(zhì)量，然后和題目所給的質(zhì)量對(duì)照即可．
[交流反思]題目給出了反應(yīng)物和生成物，只要通過觀察配平即可，一定要注明氣體符號(hào)．
解答：解：
（1）根據(jù)C、CuO、Fe三種物質(zhì)和稀硫酸反應(yīng)的現(xiàn)象即可，碳不會(huì)和稀硫酸反應(yīng)，氧化銅和稀硫酸反應(yīng)生成硫酸銅和水，硫酸銅的水溶液的顏色是藍(lán)色的，鐵和稀硫酸反應(yīng)生成硫酸亞鐵和氫氣，因此有氣泡冒出，故答案為：

燒杯中可能出現(xiàn)的現(xiàn)象	結(jié)論
①有黑色不溶物，無氣泡逸出，溶液呈無色	結(jié)論：只含 c
②有黑色不溶物，無氣泡逸出，溶液成藍(lán)色	結(jié)論：含C、CuO
③有黑色不溶物，有氣泡逸出，溶液呈無色	結(jié)論：含C、Fe

（2）有題目信息（Cu、Cu₂O都是紅色固體）可知，紅色物質(zhì)的成分有三種可能，故答案為：Cu和Cu₂O．
[設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)]有題目的四個(gè)方程式可知，Cu₂O和稀鹽酸反應(yīng)生成氯化銅，溶液的顏色是藍(lán)色．
故答案為：

實(shí)驗(yàn)步驟	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	結(jié)論
取少量紅色粉末于燒杯中，然后加入適量的稀鹽酸，	看到溶液變藍(lán)色	猜想①不正確

因?yàn)樵嚬苤械目諝夂脱b置外面的空氣中的二氧化碳都可以和氫氧化鈉反應(yīng)，對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果造成影響．
故答案為：I、B；Ⅱ、防止空氣中的二氧化碳影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果．
Ⅲ、我們經(jīng)常在教材中見到收集裝置，收集裝置有兩個(gè)儀器：集氣瓶、導(dǎo)管．故答案為：導(dǎo)管．
Ⅳ、設(shè)Cu₂O的質(zhì)量是X：
CO+Cu₂O2Cu+CO₂
    144           44
    X         214.4-210
═     得：X=14.4
但是樣品的質(zhì)量是20克，因此紅色粉末是Cu和Cu₂O的混合物．故答案為：Cu和Cu₂O．
Ⅴ，在這個(gè)裝置中，只有兩個(gè)地方的質(zhì)量會(huì)發(fā)生變化，故答案為：A中質(zhì)量的變化值．
[交流反思]注意反應(yīng)條件、氣體符號(hào)即可，故答案為：2Cu₂O+C4Cu+CO₂↑
點(diǎn)評(píng)：做這類題目的關(guān)鍵是學(xué)生要對(duì)物質(zhì)的顏色和性質(zhì)很熟悉，同時(shí)在化學(xué)計(jì)算中要養(yǎng)成規(guī)范的習(xí)慣．