Question

每年的 CES（国际消费类电子产品展览会）都会有一大波“黑科技”产品发布， 而这些产品大多是由金属材料制成，铜是其中重要的金属材料。

I.自然界中的铜主要以化合物形式存在于铜矿石中，从“绿色化学”的理念分析，以下铜矿最适宜炼铜的是_____（填序号）

A 黄铜矿（CuFeS₂）                B 辉铜矿（Cu₂S）

C 蓝铜矿 [Cu（OH）₂（CO₃）₂ ]        D 斑铜矿（Cu₅FeS₄）

II.某化学兴趣小组用如下实验装置制取一氧化碳，再用一氧化碳还原氧化铜模拟炼铜。

（查阅资料）

（1）实验室常用甲酸（H₂CO₂）和浓硫酸混合加热制备 CO，同时生成 H₂O。

（2）浓硫酸具有吸水性。

（进行实验）小组同学组装好下图装置并检查装置气密性之后开始实验，先让 A 装置反应一会儿，然后熄灭 A 中的酒精灯，再点燃 C 装置中的酒精灯。

（1）装置 B 的作用是_____；装置 C 中发生反应的化学方程式是_____。

（2）装置 D 的作用是_____；该装置的组装存在的错误是_____； 改正之后，该装置中发生反应的化学方程式是_____。

（3）为避免一氧化碳污染空气，回收利用一氧化碳，方框中应连接装置 E，与 a 导管接口相接的是_____（填“b”或“d”）。

（4）实验结束之后，得到带有金属光泽的砖红色粉末，小组决定对该固体的成分进行探究。

（提出问题）红色的固体是什么？

（查阅资料）氧化亚铜（Cu₂O）是红色粉末状固体；

会与稀硫酸反应：Cu₂O + H₂SO₄ == CuSO₄ + Cu + H₂O。

（提出猜想）猜想一：该固体全部为 Cu；

猜想二：该固体全部为 Cu₂O；

猜想三：该固体为 Cu₂O 和 Cu 的混合物。

（实验方案）

实验步骤	实验现象及实验结论
取少量固体粉末于试管中， 加入过量_____溶液。	若无明显变化，则猜想一成立； 若溶液变为_____色，则猜想二或猜想三成立。

为了进一步确定混合物的组成，另取 m g 固体，重复上述实验，然后将反应后的物质过滤、洗涤、干燥，再次称量得到 n g 固体，若 m 和 n 满足_____的量的关系，则 猜想三成立。

（得出结论）该固体为 Cu₂O 和 Cu 的混合物。

（交流讨论）

（1）从实验安全的角度考虑，本实验存在的危险是_____，改进的方法是_____；

（2）从物质的转化程度考虑，小组同学针对如何将氧化铜全部转化为铜单质展开讨论， 查阅了大量资料之后知道，反应条件是影响生成物的重要因素，因此一致认为在下次实验中需要适当加大 CO 的通入量或者_____。

Answer

C 干燥生成的一氧化碳 检验是否生成二氧化碳 D装置中的左导管应该伸入澄清石灰水中 Ca(OH)2+CO2=CaCO3↓+H2O d 稀硫酸 蓝 n＞m 缺少尾气处理装置 在实验的尾部添加一盏酒精灯 控制反应的温度

【解析】

Ⅰ：A、B、D三种矿石中都含有硫元素，在冶炼的过程中，硫元素会转化为二氧化硫污染大气。所以从绿色化学的角度分析，从源头上杜绝污染，所以最适宜冶炼的矿石是C。故答案为：C；

Ⅱ：（1）浓硫酸和甲酸在加热的条件下反应生成一氧化碳和水。B中的浓硫酸可以干燥生成的一氧化碳，防止实验危险的发生。生成的一氧化碳和C中的氧化铜反应生成铜和二氧化碳。故答案为：干燥生成的一氧化碳、；

（2）装置D盛放的是澄清的石灰水，可以检测C中是否生成二氧化碳。该装置中，应该将左侧的导管伸入到集气瓶的药品液面下方。氢氧化钙和二氧化碳反应生成碳酸钙沉淀和水。故答案为：检验是否生成二氧化碳、D装置中的左导管应该伸入澄清石灰水中、Ca(OH)2+CO2=CaCO3↓+H2O；

（3）为避免CO污染空气，回收利用一氧化碳，用排水法将生成的一氧化碳收集起来。气体应该从短管进入，水从长管流出。故答案为：d；

[实验方案]：根据题干信息可知，因为铜和稀硫酸不反应，氧化亚铜和稀硫酸反应生成硫酸通，能观察到溶液由无色变为蓝色。所以可以取少量固体粉末于试管中，加入过量的稀硫酸。若观察到溶液不变色，则证明固体全为铜。若观察到溶液变蓝色，则证明固体含有氧化亚铜，即猜想二或猜想三成立。若mg的红色固体全是氧化亚铜，则设生成的铜的质量为x。

。

解得x=g。所以若全是氧化亚铜，则生成的铜的质量为g。若是红色固体中含有铜，则反应生成铜的质量小于g，所以若得到的固体的质量n＞g，则红色固体中含有铜。故答案为：稀硫酸、蓝、n＞；

[交流讨论]（1）该实验中需要一氧化碳还原氧化铜，一氧化碳有毒而且是一种大气污染物，需要增添一种尾气处理装置。一氧化碳具有可燃性，可以在装置的尾部增添一盏酒精灯，避免大气污染。故答案为：缺少尾气处理装置、在实验的尾部添加一盏酒精灯；

（2）根据题干可知，一氧化碳还原氧化铜生成铜和二氧化碳。但是在温度不同的条件下，生成的产物可能不是铜而是氧化亚铜。所以在实验室，为了将氧化铜全部转化为铜，应该控制反应温度或通入大量的一氧化碳。故答案为：控制反应的温度。