19.某兴趣小组对如何从矿石中提炼金属铜产生了浓厚兴趣,在老师的指导下进行了下列探究活动。
【查阅资料】
①变色硅胶吸水后由蓝色变为红色。
②碱石灰是固体氢氧化钠和氧化钙的混合物,能吸收水和二氧化碳。
③氧化亚铜在酸性条件下的反应:Cu
2O+H
2SO
4═Cu+CuSO
4+H
2O。
【实验原理】
以孔雀石【主要成分是碱式碳酸铜Cu
2(OH)
2CO
3】和木炭为原料进行火法炼铜,涉及的化学反应如下:
①Cu
2(OH)
2CO
32CuO+CO
2↑+H
2O
②2CuO+C
2Cu+CO
2↑
③CO
2+C
2CO
④CuO+CO
Cu+CO
2【实验探究一】火法炼铜后,得到的混合气体有哪些成分?
(1)【猜想与假设】Ⅰ.混合气体含有CO
2、H
2O;
Ⅱ.混合气体含有CO、H
2O;
Ⅲ.混合气体含有CO、H
2O和CO
2;
Ⅳ.混合气体含有CO
2、H
2O、CO和SO
2。
小组同学经讨论后一致认为猜想Ⅳ不成立,他们的理论依据是
。
(2)【进行实验】同学们设计了如图1所示装置进行了实验(部分夹持仪器已略去,假设每步都完全反应)。实验过程中观察到:变色硅胶由蓝色变为红色,澄清石灰水变浑浊,干燥球细管口火焰上方罩一个
的小烧杯并产生了明显现象,证明猜想Ⅲ正确。
(3)【实验探究二】火法炼铜后,得到了红色固体,一般认为是金属铜。但资料表明,也可能是红色固体Cu
2O(氧化亚铜)。试与兴趣小组同学合作,确认红色固体的成分。
步骤和方法 | 现象 | 分析 |
取7.2g红色固体,置于烧杯中,向其中加入足量稀硫酸,充分搅拌,静置。 | ①溶液________,有红色固体剩余 | 证明红色固体中肯定含有Cu2O |
取上述反应后的混合物过滤、洗涤、干燥和称量,得固体质量为6.8g。 | / | ②确认红色固体是Cu和Cu2O,其中Cu2O的质量为________g。 |
①溶液
,有红色固体剩余;
②确认红色固体是Cu和Cu
2O,其中Cu
2O的质量为
g。
(4)【拓展延伸】长期露置在空气中的铜表面会产生绿色物质。经查阅资料,铜锈的主要成分是碱式碳酸铜【Cu
2(OH)
2CO
3】,由此推测空气中的
肯定参加了反应,但不能确定空气中的氧气是否参与反应,为证明铜生锈是否需要氧气,设计图2实验,你认为其中必须要做的对比实验是
(填序号)。