Question

氧化銅是一種黑色固體，可溶于稀硫酸．某化學興趣小組為探究稀硫酸中哪種粒子能使氧化銅溶解，該小組同學提出如下假設(shè)：
假設(shè)1：硫酸溶液中的水分子使氧化銅溶解；
假設(shè)2：硫酸溶液中的

 

使氧化銅溶解；
假設(shè)3：硫酸溶液中的SO₄^2-使氧化銅溶解．
為探究以上假設(shè)，該小組同學做了如圖所示的實驗進行探究：
（1）實驗Ⅰ無明顯現(xiàn)象，可以驗證假設(shè)

 

不成立．
（2）要證明另外兩種粒子能否溶解氧化銅，還需要進行實驗Ⅱ和Ⅲ，在Ⅱ中加入稀硫酸后氧化銅溶解，則進一步所做的實驗操作是：在Ⅲ中先加入

 

溶液，再加入

 

溶液．
（3）探究結(jié)果為

 

．
（4）實驗Ⅱ反應的離子方程式為

 

．

Answer 1

考點：性質(zhì)實驗方案的設(shè)計

專題：

分析：根據(jù)所學知識，稀硫酸中存在H⁺、SO₄^2-、H₂O三種粒子，提出假設(shè)并不困難，所以應為三種粒子中的某一種使CuO溶解；關(guān)鍵是通過三組不同實驗，根據(jù)不同的現(xiàn)象進行分析、對比得出是H⁺使CuO溶解的結(jié)論．題目中的假設(shè)1實驗證明了H₂O不能使CuO溶解的結(jié)論，假設(shè)2中既有H⁺，又有SO₄^2-和H₂O，其中水分子已經(jīng)證明了不能使CuO溶解，假設(shè)3是單獨含有SO₄^2-的物質(zhì)和CuO反應，因此假設(shè)2為H⁺使CuO溶解；
（1）觀察CuO是否溶解，判斷硫酸溶液中的水分子能否使氧化銅溶解；
（2）稀硫酸中存在H⁺、SO₄^2-、H₂O三種粒子，Ⅰ實驗證明H₂O不能使CuO溶解，還需要進行實驗Ⅱ和Ⅲ，在Ⅱ中加入稀硫酸后氧化銅溶解，則進一步所做的實驗操作是：在Ⅲ中先加入含硫酸根離子的物質(zhì)，然后加硫酸；
（3）根據(jù)假設(shè)1、2、3的現(xiàn)象進行分析判斷；
（4）實驗Ⅱ反應為氧化銅和酸的反應．

解答： 解：根據(jù)所學知識，稀硫酸中存在H⁺、SO₄^2-、H₂O三種粒子，三種粒子中的某一種使CuO溶解，假設(shè)1實驗驗證H₂O是否能使CuO溶解，假設(shè)3是單獨含有SO₄^2-的物質(zhì)和CuO反應，所以假設(shè)2為驗證H⁺是否能使CuO溶解，
故答案為：H⁺；
（1）實驗Ⅰ中，無明顯現(xiàn)象，說明水分子不能使氧化銅溶解，可以驗證假設(shè)1不成立，故答案為：1；
（2）因為Ⅰ實驗證明了H₂O不能使CuO溶解的結(jié)論，實驗Ⅱ中既有H⁺、又有SO₄^2-和H₂O，其中水分子已經(jīng)證明了不能使CuO溶解，而且知道實驗Ⅱ中的現(xiàn)象是氧化銅溶解，但三個實驗必須得出實驗結(jié)果，所以實驗Ⅲ中應加入的物質(zhì)應該是含硫酸根的溶液，進而排除硫酸根是否能溶解氧化銅的結(jié)論，所以在Ⅱ中加入稀硫酸后氧化銅溶解，則進一步所做的實驗操作是：在Ⅲ中先加入Na₂SO₄，再加入H₂SO₄溶液，
故答案為：Na₂SO₄；H₂SO₄；
（3）由實驗可知，實驗Ⅰ水不能溶解氧化銅；實驗Ⅲ氧化銅也不能溶解于硫酸鈉（帶有硫酸根的鹽）溶液；實驗Ⅱ氧化銅能溶解于酸溶液，先加入Na₂SO₄溶液，無明顯現(xiàn)象，再加入稀H₂SO₄溶液溶解，H₂SO₄中的H⁺溶解CuO，H₂O和SO₄^2-不能溶解CuO，所以實驗結(jié)果為：先加入Na₂SO₄溶液，無明顯現(xiàn)象，再加入稀H₂SO₄溶液溶解，H₂SO₄中的H⁺溶解CuO，H₂O和SO₄^2-不能溶解CuO，
故答案為：先加入Na₂SO₄溶液，無明顯現(xiàn)象，再加入稀H₂SO₄溶液溶解，H₂SO₄中的H⁺溶解CuO，H₂O和SO₄^2-不能溶解CuO，假設(shè)2成立；
（4）氧化銅與酸反應生成銅鹽和水，反應為CuO+2H⁺═Cu²⁺+H₂O，故答案為：CuO+2H⁺═Cu²⁺+H₂O．

點評：本題主要考查了學生對實驗進行設(shè)計探究的能力，同時考查了學生對實驗結(jié)果進行分析的能力．掌握酸溶液和氧化銅反應的本質(zhì)（是溶液中的氫離子和氧化銅反應的結(jié)果）并能靈活運用是正確解答本題的關(guān)鍵，題目難度中等．