Question

【題目】每年的 CES（國際消費類電子產品展覽會）都會有一大波“黑科技”產品發布， 而這些產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”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 藍銅礦 [Cu（OH）2（CO3）2 ] D 斑銅礦（Cu5FeS4）

II.某化學興趣小組用如下實驗裝置制取一氧化碳，再用一氧化碳還原氧化銅模擬煉銅。

（查閱資料）

（1）實驗室常用甲酸（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。

（進行實驗）小組同學組裝好下圖裝置并檢查裝置氣密性之后開始實驗，先讓 A 裝置反應一會兒，然后熄滅 A 中的酒精燈，再點燃 C 裝置中的酒精燈。

（1）裝置 B 的作用是_____；裝置 C 中發生反應的化學方程式是_____。

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

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

（4）實驗結束之后，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：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。

（實驗方案）

實驗步驟	實驗現象及實驗結論
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； 若溶液變為_____色，則猜想二或猜想三成立。

為了進一步確定混合物的組成，另取 m g 固體，重復上述實驗，然后將反應后的物質過濾、洗滌、干燥，再次稱量得到 n g 固體，若 m 和 n 滿足_____的量的關系，則 猜想三成立。

（得出結論）該固體為 Cu2O 和 Cu 的混合物。

（交流討論）

（1）從實驗安全的角度考慮，本實驗存在的危險是_____，改進的方法是_____；

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

Answer 1

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

【解析】

Ⅰ：A、B、D三種礦石中都含有硫元素，在冶煉的過程中，硫元素會轉化為二氧化硫污染大氣。所以從綠色化學的角度分析，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，防止實驗危險的發生。生成的一氧化碳和C中的氧化銅反應生成銅和二氧化碳。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，應該將左側的導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生成碳酸鈣沉淀和水。故答案為：檢驗是否生成二氧化碳、D裝置中的左導管應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。氣體應該從短管進入，水從長管流出。故答案為：d；

[實驗方案]：根據題干信息可知，因為銅和稀硫酸不反應，氧化亞銅和稀硫酸反應生成硫酸通，能觀察到溶液由無色變為藍色。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，則設生成的銅的質量為x。

。

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

[交流討論]（1）該實驗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、在實驗的尾部添加一盞酒精燈；

（2）根據題干可知，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，生成的產物可能不是銅而是氧化亞銅。所以在實驗室，為了將氧化銅全部轉化為銅，應該控制反應溫度或通入大量的一氧化碳。故答案為：控制反應的溫度。