Question

7．某校進行化學實驗考查時，老師給了同學們一小包黑色粉末，這種黑色粉末可能是氧化銅，炭粉或是這兩者的混合物，讓他們通過實驗探究來確定．某同學探究過程如下：
[提出問題]
假設1：黑色粉末是炭粉；
假設2：黑色粉末是氧化銅；
假設3：黑色粉末是氧化銅和炭粉的混合物；
[查閱資料]碳與稀硫酸不反應．
[設計實驗方案]：他對實驗進行了一下設想和分析：取少量黑色粉末于燒杯中，并加入過量的稀硫酸．則實驗中可能出現的現象與對應結論如表，請你完成表．

實驗中可能出現的現象	結論
①黑色粉末沒有溶解	假設1成立
②	假設2成立
③	假設3成立

[進行實驗]：通過實驗及分析，確定該黑色粉末為木炭粉和氧化銅的混合物．
[拓展]：為了進一步探究木炭粉和氧化銅的性質，他又利用這種混合物補充作了如下實驗：將此黑色粉末隔絕空氣加熱（若木炭粉完全反應），待冷卻到室溫后，取剩余固體于燒杯中，再加入過量稀硫酸，反應完全后，靜置．請你回答：
①燒杯中有（　填“有”或“沒有”）不溶物．你的理由是碳和氧化銅反應生成的銅難溶于水，也不與硫酸反應．
②若過濾后溶液呈無色，則該溶液中的溶質是H₂SO₄（寫化學式，下同）．
③若過濾后溶液呈藍色，該溶液中的溶質是H₂SO₄、CuSO₄．

Answer 1

分析 根據炭粉、氧化銅、硫酸銅的物理、化學性質作答．硫酸銅溶液顯藍色，炭粉、氧化銅均為黑色，木炭有還原性，可以還原氧化銅．

解答 解：（1）根據題意，可以做出三種假設，即第一種可能是只有炭粉，第二中可能是只有氧化銅，第三種可能是氧化銅與炭粉的混合物；所以假設2是：黑色粉末是氧化銅．
（2）炭粉不會與稀硫酸反應，氧化銅會與稀硫酸反應生成硫酸銅溶液，硫酸銅溶液顯藍色，所以設計實驗方案的現象和結論如下：

實驗中可能出現的現象	結論
①溶液為無色，有黑色不溶物	假設1成立
②溶液為藍色，無黑色不溶物	假設2成立
③溶液為藍色，有黑色不溶物	假設3成立

（4）炭粉與氧化銅在隔絕空氣加熱的條件下會發(fā)生反應即C+2CuO$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2Cu+CO₂↑，由題意告訴我們，炭粉完全反應，所以最終的固體有兩種可能，一種可能是只有銅，銅不與硫酸反應，過濾的濾液中只含有硫酸；另一種可能是銅和氧化銅的混合物，氧化銅與稀硫酸反應生成了硫酸銅和水，溶液呈藍色．所以：
①燒杯中有溶物．理由是碳和氧化銅反應生成的銅難溶于水，也不與硫酸反應．
②若過濾后溶液呈無色，則該溶液中的溶質是：H₂SO₄．
③若過濾后溶液呈藍色，該溶液中的溶質是：H₂SO₄、CuSO₄．
故答為：[提出問題]黑色粉末是氧化銅；
[設計實驗方案]：

實驗中可能出現的現象	結論
①黑色粉末沒有溶解	假設1成立
②黑色粉末全部溶解，溶液變藍	假設2成立
③黑色粉末只是部分溶解，溶液變藍	假設3成立

[拓展]：①有，碳和氧化銅反應生成的銅難溶于水，也不與硫酸反應；②H₂SO₄，③H₂SO₄、CuSO₄．

點評 本題考查了混合物成分的推斷，完成此題，可以依據物質的性質結合題干提供的信息進行．