Question

我国古代将炉甘石（ZnCO₃）、赤铜（Cu₂O）和木炭粉混合后加热到约800℃，可以得到一种外观似金子的锌和铜的合金。某同学在实验室按古代方法将炉甘石、赤铜和木炭粉混合加热一段时间，得到固体混合物A。对固体混合物A的成分进行如下实验探究。（资料：Cu₂O＋H₂SO₄＝CuSO₄＋Cu＋H₂O）

（1）固体混合物A中一定有_____，说明判断一定有的理由____。

（2）滤渣B 是_____，说明B一定有的来源____。

（3）设计实验证明固体混合物A中有铜，写出实验操作及预期现象____。

Answer

Zn、Cu2O 固体混合物A能与稀硫酸反应产生氢气和蓝色溶液 Cu 氧化亚铜 称取一定质量的固体混合物A，然后加入一定量且足量的稀硫酸，完全反应后，称取剩余物的质量，计算出氢气的质量，根据氢气的质量计算出参加反应的锌的质量，再将所得的物质过滤、洗涤、干燥、称量，用所得固体铜的质量计算氧化亚铜的质量，与A的质量减去锌的质量相比，若计算出的氧化亚铜的质量大于A的质量减去锌的质量，则存在铜。

【解析】

（1）固体混合物A加入过量的稀硫酸会产生气体，且不能与石灰水反应，因此固体混合物A中没有碳酸锌；根据实验现象，滤渣B和硝酸银溶液反应后得到的固体中只有银，因此固体混合物A中没有木炭粉；因为炉甘石（ZnCO3）、赤铜（Cu2O）和木炭粉混合后加热到约800℃，可以得到一种外观似金子的锌和铜的合金，根据实验现象产生的气体不能使澄清石灰水变浑浊，故该气体是氢气，A中一定含有锌；又因为固体混合物A加入过量的稀硫酸得到蓝色溶液C，由于铜不与硫酸反应，而氧化亚铜与稀硫酸反应生成硫酸铜，故可以推断A中一定含有氧化亚铜；虽然根据实验现象可以判断滤渣B是铜，但因为氧化亚铜与稀硫酸反应生成硫酸铜和铜，所以不能肯定固体混合物A中含有铜。综上所述，固体混合物A中一定有Zn、Cu2O，判断一定有的理由是：固体混合物A能与稀硫酸反应产生氢气和蓝色溶液。

（2）因为加入过量的稀硫酸，所以A中锌全部反应完，铜不与硫酸反应，氧化亚铜与稀硫酸反应生成硫酸铜、铜和水，铜能和硝酸银发生置换反应生成硝酸铜和银，所以滤渣B是铜，铜可能全部来自氧化亚铜，也可能部分来自氧化亚铜，部分来自甘石（ZnCO3）、赤铜（Cu2O）和木炭粉混合后加热到约800℃反应后生成的铜。故B一定有的来源是：氧化亚铜。

（3）要证明A中含有铜，可以称取一定质量的固体混合物A，然后加入一定量且足量的稀硫酸，完全反应后，称取剩余物的质量，计算出氢气的质量，根据氢气的质量计算出参加反应的锌的质量；再将反应后所得的物质过滤、洗涤、干燥、称量，假设所得固体铜全部来自于氧化亚铜和稀硫酸反应，根据所得固体铜的质量计算氧化亚铜的质量，与固体混合物A的质量减去锌的质量相比，若计算出的氧化亚铜的质量大于A的质量减去锌的质量，则存在铜。