Question

【題目】某化學(xué)實(shí)驗(yàn)室有一瓶黑色固體粉末M（M是純凈物），因試劑瓶標(biāo)簽破損無(wú)法確定其成分。為探究M的成分小軍進(jìn)行了以下實(shí)驗(yàn)，請(qǐng)你參與他的探究：

（猜想與假設(shè)）物質(zhì)M可能是_______________；

（設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)）取兩份等量的M樣品，分別進(jìn)行如下圖的實(shí)驗(yàn)：

（分析與結(jié)論）

（1）從實(shí)驗(yàn)一小軍得出M的物理性質(zhì)有_______________(填寫(xiě)一種)；

（2）從實(shí)驗(yàn)二小軍推斷出M的化學(xué)式是_______________；

（3）實(shí)驗(yàn)二中②發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是_______________。

（拓展與延伸）探究M與稀硫酸反應(yīng)的本質(zhì)

（1）稀硫酸中含有水分子、氫離子、硫酸根離子等粒子，其中屬于陰離子的是_________

(用化學(xué)符號(hào)來(lái)表示)；

（2）小軍分析實(shí)驗(yàn)一、二后認(rèn)為：可能是稀硫酸中的某一種離子與M發(fā)生了反應(yīng)。為確定稀硫酸中何種離子與M發(fā)生了反應(yīng)，他繼續(xù)設(shè)計(jì)了如下圖的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行探究：

實(shí)驗(yàn)三中的A可選用的藥品是___________ (填序號(hào)，下同)，實(shí)驗(yàn)四中的B可選用的藥品是___________；

①硫酸鉀溶液 ②氯化鉀溶液 ③氫氧化鈉溶液 ④稀鹽酸

（3）小軍通過(guò)上述實(shí)驗(yàn)證明：稀硫酸中___________ (用化學(xué)符號(hào)來(lái)表示)與M發(fā)生了反應(yīng)；

（反思與交流）某同學(xué)優(yōu)化了小軍的整個(gè)實(shí)驗(yàn)方案，認(rèn)為不需要進(jìn)行實(shí)驗(yàn)___________ (填實(shí)驗(yàn)編號(hào))，就能確定M的成分，也能確定稀硫酸中何種粒子與M發(fā)生了反應(yīng)。

Answer 1

【答案】氧化銅、二氧化錳、四氧化三鐵、鐵粉、炭粉中的一種顏色黑色，固體，不溶于水（寫(xiě)一種即可）CuOCuSO4+2NaOH＝Cu(OH)2↓+Na2SO4SO42-①④H+一、二

【解析】

猜想與假設(shè)：初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)室常見(jiàn)的黑色粉末且為純凈物的有氧化銅、二氧化錳、四氧化三鐵、鐵粉、炭粉，故猜想物質(zhì)M可能是氧化銅、二氧化錳、四氧化三鐵、鐵粉、炭粉中的一種。

分析與結(jié)論：

（1）實(shí)驗(yàn)一中可觀察到黑色固體不同于水，故M的物理性質(zhì)有顏色黑色，固體，不溶于水；

（2）根據(jù)實(shí)驗(yàn)二可知M與可與稀硫酸反應(yīng)得到藍(lán)色溶液，故M為氧化銅，化學(xué)式為CuO；

（3）M為氧化銅可與稀硫酸反應(yīng)生成硫酸銅和水，加入氫氧化鈉溶液后，硫酸銅可與氫氧化鈉反應(yīng)生成氫氧化銅藍(lán)色絮狀沉淀和硫酸鈉，故②的化學(xué)方程式為CuSO4+2NaOH＝Cu(OH)2↓+Na2SO4；

拓展與延伸：

（1）稀硫酸中硫酸根離子為陰離子，符號(hào)為SO42-；

（2）稀硫酸中含有氫離子和硫酸根離子，如果要驗(yàn)證哪種離子與M發(fā)生了反應(yīng)，應(yīng)該考慮單獨(dú)含有H+或SO42-的物質(zhì)和CuO反應(yīng)，觀察CuO是否溶解，由實(shí)驗(yàn)三知，加入A藥品與M不反應(yīng)，所以實(shí)驗(yàn)三中應(yīng)加入的物質(zhì)可以是硫酸鈉等可溶性硫酸鹽，選擇①硫酸鉀溶液；實(shí)驗(yàn)四能溶解CuO，所以B藥品可能是硫酸或鹽酸等酸類物質(zhì)，選擇④稀鹽酸。

（3）通過(guò)以上實(shí)驗(yàn)知，加入酸后M溶解，說(shuō)明H+能使氧化銅溶解，故答案為H+

反思與交流：溶液中溶劑是水，同時(shí)M不與可溶性硫酸鹽反應(yīng)，并且只有含有銅離子的溶液才顯藍(lán)色，故實(shí)驗(yàn)三、四既能確定M的成分，也能確定稀硫酸中何種粒子與M發(fā)生了反應(yīng)，不需要實(shí)驗(yàn)一、二。