Question

3000多年前，我国已经能用孔雀石[主要成分Cu（OH）₂CO₃]和木炭为原料炼铜。为了证实该历史的真实性，取含铜元素质量为2m的碱式碳酸铜和一定量的木炭粉进行加热，完全反应后得到红色固体（铜元素几乎完全转移到红色固体中）。

（提出问题）该红色固体的成分是什么？

（查阅资料）含铜元素的红色固体除了铜，还有氧化亚铜（Cu₂O）；Cu₂O能与稀硫酸反应，其化学方程式为；CuSO₄溶于水呈蓝色。

（猜想与假设）①红色固体是Cu；②红色固体是Cu₂O；③红色固体是_____。

（实验方案）

实验操作	实验现象	实验结论
取实验所得红色固体的1/2于一支试管中，加入足量的稀硫酸	①_____	②_____
③_____	④_____

（反思）经分析，上述方案仍可能无法得出正确结论。请你从定量的角度进一步设计方案。你的方案是_____。

Answer

Cu和Cu2O 无明显现象 红色固体是Cu（或猜想①正确） 固体部分减少，溶液变为蓝色（答到溶液颜色变蓝即可） 红色固体是Cu2O或红色固体是Cu和Cu2O（猜想②或③正确） 方案：称量剩余红色固体，设其质量为x。若质量x=m，则为Cu；若质量x=9m/8，则为Cu2O；若质量m﹤x ﹤9m/8，则为Cu和Cu2O。（合理即可）

【解析】

猜想与假设：

①红色固体是Cu；②红色固体是Cu2O；③红色固体是Cu和Cu2O。

实验方案：

因为铜单质不和稀硫酸反应，Cu2O能与稀硫酸反应，其化学方程式为；CuSO4溶于水呈蓝色。取实验所得红色固体的1/2于一支试管中，加入足量的稀硫酸， 若无明显现象，则红色固体是Cu（或猜想①正确），若固体部分减少，溶液变为蓝色，红色固体是Cu2O或红色固体是Cu和Cu2O（猜想②或③正确）

反思：

方案：称量剩余红色固体。

设剩余红色固体质量为x，因为题中实验方案中已用掉红色固体的1/2，还剩红色固体的1/2。根据碱式碳酸铜中铜元素总质量为2m，则剩余红色固体中铜元素质量为m。因此若剩余红色固体质量x=m，则为Cu；若剩余红色固体是Cu2O，可根据铜元素质量m，计算出Cu2O的质量为。计算过程如下：

x= 。

因此若剩余红色固体质量x=，则红色固体是Cu2O；若质量m﹤x ﹤，则红色固体为Cu和Cu2O。（合理即可）。