Question

【題目】每年的 CES（國際消費(fèi)類電子產(chǎn)品展覽會）都會有一大波“黑科技”產(chǎn)品發(fā)布， 而這些產(chǎn)品大多是由金屬材料制成，銅是其中重要的金屬材料。

I.自然界中的銅主要以化合物形式存在于銅礦石中，從“綠色化學(xué)”的理念分析，以下銅礦最適宜煉銅的是_____（填序號）

A 黃銅礦（CuFeS2） B 輝銅礦（Cu2S）

C 藍(lán)銅礦 [Cu（OH）2（CO3）2 ] D 斑銅礦（Cu5FeS4）

II.某化學(xué)興趣小組用如下實(shí)驗(yàn)裝置制取一氧化碳，再用一氧化碳還原氧化銅模擬煉銅。

（查閱資料）

（1）實(shí)驗(yàn)室常用甲酸（H2CO2）和濃硫酸混合加熱制備 CO，同時生成 H2O。

（2）濃硫酸具有吸水性。

（進(jìn)行實(shí)驗(yàn)）小組同學(xué)組裝好下圖裝置并檢查裝置氣密性之后開始實(shí)驗(yàn)，先讓 A 裝置反應(yīng)一會兒，然后熄滅 A 中的酒精燈，再點(diǎn)燃 C 裝置中的酒精燈。

（1）裝置 B 的作用是_____；裝置 C 中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是_____。

（2）裝置 D 的作用是_____；該裝置的組裝存在的錯誤是_____； 改正之后，該裝置中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是_____。

（3）為避免一氧化碳污染空氣，回收利用一氧化碳，方框中應(yīng)連接裝置 E，與 a 導(dǎo)管接口相接的是_____（填“b”或“d”）。

（4）實(shí)驗(yàn)結(jié)束之后，得到帶有金屬光澤的磚紅色粉末，小組決定對該固體的成分進(jìn)行探究。

（提出問題）紅色的固體是什么？

（查閱資料）氧化亞銅（Cu2O）是紅色粉末狀固體；

會與稀硫酸反應(yīng)：Cu2O + H2SO4 == CuSO4 + Cu + H2O。

（提出猜想）猜想一：該固體全部為 Cu；

猜想二：該固體全部為 Cu2O；

猜想三：該固體為 Cu2O 和 Cu 的混合物。

（實(shí)驗(yàn)方案）

實(shí)驗(yàn)步驟	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象及實(shí)驗(yàn)結(jié)論
取少量固體粉末于試管中， 加入過量_____溶液。	若無明顯變化，則猜想一成立； 若溶液變?yōu)?/span>_____色，則猜想二或猜想三成立。

為了進(jìn)一步確定混合物的組成，另取 m g 固體，重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)，然后將反應(yīng)后的物質(zhì)過濾、洗滌、干燥，再次稱量得到 n g 固體，若 m 和 n 滿足_____的量的關(guān)系，則 猜想三成立。

（得出結(jié)論）該固體為 Cu2O 和 Cu 的混合物。

（交流討論）

（1）從實(shí)驗(yàn)安全的角度考慮，本實(shí)驗(yàn)存在的危險是_____，改進(jìn)的方法是_____；

（2）從物質(zhì)的轉(zhuǎn)化程度考慮，小組同學(xué)針對如何將氧化銅全部轉(zhuǎn)化為銅單質(zhì)展開討論， 查閱了大量資料之后知道，反應(yīng)條件是影響生成物的重要因素，因此一致認(rèn)為在下次實(shí)驗(yàn)中需要適當(dāng)加大 CO 的通入量或者_____。

Answer 1

【答案】C 干燥生成的一氧化碳 檢驗(yàn)是否生成二氧化碳 D裝置中的左導(dǎo)管應(yīng)該伸入澄清石灰水中 Ca(OH)2+CO2=CaCO3↓+H2O d 稀硫酸 藍(lán) n＞m 缺少尾氣處理裝置 在實(shí)驗(yàn)的尾部添加一盞酒精燈 控制反應(yīng)的溫度

【解析】

Ⅰ：A、B、D三種礦石中都含有硫元素，在冶煉的過程中，硫元素會轉(zhuǎn)化為二氧化硫污染大氣。所以從綠色化學(xué)的角度分析，從源頭上杜絕污染，所以最適宜冶煉的礦石是C。故答案為：C；

Ⅱ：（1）濃硫酸和甲酸在加熱的條件下反應(yīng)生成一氧化碳和水。B中的濃硫酸可以干燥生成的一氧化碳，防止實(shí)驗(yàn)危險的發(fā)生。生成的一氧化碳和C中的氧化銅反應(yīng)生成銅和二氧化碳。故答案為：干燥生成的一氧化碳、；

（2）裝置D盛放的是澄清的石灰水，可以檢測C中是否生成二氧化碳。該裝置中，應(yīng)該將左側(cè)的導(dǎo)管伸入到集氣瓶的藥品液面下方。氫氧化鈣和二氧化碳反應(yīng)生成碳酸鈣沉淀和水。故答案為：檢驗(yàn)是否生成二氧化碳、D裝置中的左導(dǎo)管應(yīng)該伸入澄清石灰水中、Ca(OH)2+CO2=CaCO3↓+H2O；

（3）為避免CO污染空氣，回收利用一氧化碳，用排水法將生成的一氧化碳收集起來。氣體應(yīng)該從短管進(jìn)入，水從長管流出。故答案為：d；

[實(shí)驗(yàn)方案]：根據(jù)題干信息可知，因?yàn)殂~和稀硫酸不反應(yīng)，氧化亞銅和稀硫酸反應(yīng)生成硫酸通，能觀察到溶液由無色變?yōu)樗{(lán)色。所以可以取少量固體粉末于試管中，加入過量的稀硫酸。若觀察到溶液不變色，則證明固體全為銅。若觀察到溶液變藍(lán)色，則證明固體含有氧化亞銅，即猜想二或猜想三成立。若mg的紅色固體全是氧化亞銅，則設(shè)生成的銅的質(zhì)量為x。

。

解得x=g。所以若全是氧化亞銅，則生成的銅的質(zhì)量為g。若是紅色固體中含有銅，則反應(yīng)生成銅的質(zhì)量小于g，所以若得到的固體的質(zhì)量n＞g，則紅色固體中含有銅。故答案為：稀硫酸、藍(lán)、n＞；

[交流討論]（1）該實(shí)驗(yàn)中需要一氧化碳還原氧化銅，一氧化碳有毒而且是一種大氣污染物，需要增添一種尾氣處理裝置。一氧化碳具有可燃性，可以在裝置的尾部增添一盞酒精燈，避免大氣污染。故答案為：缺少尾氣處理裝置、在實(shí)驗(yàn)的尾部添加一盞酒精燈；

（2）根據(jù)題干可知，一氧化碳還原氧化銅生成銅和二氧化碳。但是在溫度不同的條件下，生成的產(chǎn)物可能不是銅而是氧化亞銅。所以在實(shí)驗(yàn)室，為了將氧化銅全部轉(zhuǎn)化為銅，應(yīng)該控制反應(yīng)溫度或通入大量的一氧化碳。故答案為：控制反應(yīng)的溫度。