Question

孔雀石主要成分是堿式碳酸銅[Cu₂（OH）₂CO₃]，綠色并具有濃淡的條狀花紋（見右圖），是礦物中最吸引人的裝飾材料之一，也是人類最早冶煉銅的原料．某校課外小組同學(xué)欲在實(shí)驗(yàn)室驗(yàn)證堿式碳酸銅制銅的反應(yīng)原理．
查閱資料：①Cu₂（OH）₂CO₃2CuO+CO₂↑+H₂O　　2CuO+C2Cu+CO₂↑
②CuO為黑色固體，化學(xué)性質(zhì)和氧化鐵相似．
（1）實(shí)驗(yàn)l：加熱分解堿式碳酸銅．裝置如圖所示．
①A中固體的變化為______．
②欲證明反應(yīng)后有水生成，B中所盛試劑為______．
③反應(yīng)結(jié)束時(shí)的操作應(yīng)該是______，理由是______．
（2）實(shí)驗(yàn)2：木炭和氧化銅反應(yīng)．
將木炭粉末和氧化銅粉末混合均勻，放進(jìn)試管加熱，反應(yīng)后將試管中的粉末倒出，有銅生成，還有少量黑色粉末剩余．該小組同學(xué)設(shè)計(jì)方案驗(yàn)證黑色粉末的成分．
做出猜想：剩余黑色粉末可能是：①氧化銅；②木炭；③木炭和氧化銅．
實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證：填寫下表．

實(shí)驗(yàn)操作及現(xiàn)象	實(shí)驗(yàn)結(jié)論
	該黑色粉末為氧化銅

（3）某同學(xué)探究在實(shí)際反應(yīng)中，木炭和氧化銅反應(yīng)生成銅時(shí)反應(yīng)物的最佳質(zhì)量比，設(shè)計(jì)方案如下：

	配方l	配方2	配方3	配方4
木炭質(zhì)量（g）	0.4	0.5	0.6	0.7
氧化銅質(zhì)量（g）	8	8	8	8

上述設(shè)計(jì)方案的主要研究方法是______．

Answer 1

解：
（1）①根據(jù)資料：Cu₂（OH）₂CO₃2CuO+CO₂↑+H₂O，堿式碳酸銅[Cu₂（OH）₂CO₃]為綠色，CuO為黑色固體；所以加熱分解堿式碳酸銅A中固體的變化是綠色固體變黑；
故答案為：綠色固體變黑；
②A裝置是吸收水分的裝置因其為液體，故是濃硫酸；若反應(yīng)后有水生成，則裝置的質(zhì)量增加，反之，質(zhì)量不變；
故答案為：濃硫酸；
③反應(yīng)結(jié)束時(shí)應(yīng)該先將A與B、C裝置分開，防止液體倒流入試管，引起試管炸裂；
故答案為：
先將試管上的膠塞拔下（或先將兩個(gè)試劑瓶上的膠塞拔出），再撤酒精燈；
防止水倒流，引起試管炸裂；
（2）此實(shí)驗(yàn)可以加入稀硫酸充分反應(yīng)，因?yàn)樘疾慌c硫酸反應(yīng)，氧化銅與硫酸可以反應(yīng)生成硫酸銅溶液；所以若出現(xiàn)黑色粉末全部溶解，紅色固體剩余，溶液變?yōu)樗{(lán)色，則說(shuō)明是氧化銅；
故答案為：取少量剩余黑色粉末于試管中，加入足量稀硫酸，充分反應(yīng)，黑色粉末全部溶解，溶液變?yōu)樗{(lán)色；
（3）由該同學(xué)的方案可以看出，該同學(xué)是通過(guò)一種物質(zhì)的量不變，而改變另一種物質(zhì)的質(zhì)量進(jìn)行探究的控制變量法；
故答案為：使用控制變量法（合理說(shuō)法均可）．
分析：（1）①根據(jù)資料：Cu₂（OH）₂CO₃2CuO+CO₂↑+H₂O，堿式碳酸銅[Cu₂（OH）₂CO₃]為綠色，CuO為黑色固體進(jìn)行回答；
②吸收水的液體一般是濃硫酸，可根據(jù)其質(zhì)量是否變化進(jìn)行判斷；
③反應(yīng)結(jié)束時(shí)應(yīng)該先將A與B、C裝置分開，防止液體倒流入試管，引起試管炸裂；
（2）證明黑色固體是氧化銅可以從碳和氧化銅能否與稀硫酸反應(yīng)分析解答；
（3）該同學(xué)設(shè)計(jì)方案的方法是利用控制變量的思想：通過(guò)一種物質(zhì)的量不變，而改變另一種物質(zhì)的質(zhì)量進(jìn)行探究．
點(diǎn)評(píng)：本題考查了學(xué)生依據(jù)物質(zhì)的性質(zhì)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案的能力，要結(jié)合所學(xué)相關(guān)知識(shí)及題目提供的信息仔細(xì)分析解答．