全国各地中考化学分类探究题综合题汇编.docx
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全国各地中考化学分类探究题综合题汇编
一、中考初中化学科学探究题
1.某小组同学在实验室研究铝与氯化铜溶液的反应,过程如下:
实验操作
实验现象
①铝片表面附着一层红色固体
②铝片表面意出大量无色气体,放出大量的热
③袋杯底部出现红色固体和白色沉淀
(1)打磨铝片的目的是__________________。
(2)现象①③中的红色固体是同种物质,请写出现象①的化学方程式________________。
(3)经经验,现象②中的无色气体为氢气。
甲同学猜测可能是氯化铜溶液显酸性,经pH计检验,pH_______7,证实了甲的猜想。
(4)探究现象③中白色沉淀的化学成分。
乙同学通过查阅资料认为白色沉淀可能是氯化亚铜(CuCl)。
(查阅资料)CuCl可与浓氨水反应生成无色的Cu(NH3)2+和Cl-,Cu(NH3)2+在空气中易被氧化变为蓝色。
(进行实验)①取烧杯底部的白色沉淀,充分洗涤。
洗涤的目的是______________。
②向白色沉淀中加入浓氨水,沉淀溶解得到无色溶液,将无色溶液分为两份,进行实验:
操作步骤
实验现象
实验结论
I.用试管取其中一份溶液,滴加适量AgNO3溶液
产生白色沉淀
该溶液中含有________
II.将另一份溶液置于空气中一段时间
__________________
该溶液中含有Cu(NH3)2+
(得出结论)通过实验可以确定,该白色沉淀是CuCl。
(反思与评价)Al和CuCl2溶液反应为什么会出现CuCl呢。
I.丙同学猜测:
可能是Cu与CuCl2溶液反应生成了CuCl。
为了验证猜想,他取Cu与15%的CuCl2溶液混合,结果无白色沉淀产生。
他又分析了Al和CuCl2溶液反应的实验现象,再次将打磨过的Al片插入盛有15%的CuCl2溶液的试管,并将试管置于冰水中,发现白色沉淀明显减少。
于是他将Cu与15%的CuCl2溶液的实验进行了改进,从而证明了Cu与CuCl2溶液反应能生成CuCl,改进的方法是____________,试写出该反应的化学方程式_______。
II.丁同学认为丙同学的实验还不够严谨,还应考虑____________对Cu与CuCl2溶液反应的影响。
【答案】除去表面的氧化膜
<除去表面的杂质Cl-无色溶液变为蓝色取Cu与15%的CuCl2溶液混合,加热;
AlCl3
【解析】
【详解】
(1)打磨铝片的目的是除去铝片表面的氧化膜。
(2)现象①中,铝和氯化铜反应生成氯化铝和铜,反应的化学方程式为:
2Al+3CuCl2═2AlCl3+3Cu。
(3)甲同学猜测可能是氯化铜溶液显酸性,经pH计检验,pH<7,证实了甲的猜想。
(4)[进行实验]①取烧杯底部的白色沉淀,充分洗涤。
洗涤的目的是除去表面的杂质。
②实验过程如下表所示:
操作步骤
实验现象
实验结论
Ⅰ.用试管取其中一份溶液,滴加适量AgNO3溶液
产生白色沉淀
该溶液中含有Cl-
Ⅱ.将另一份溶液置于空气中一段时间
无色溶液变蓝色
该溶液中含有Cu(NH3)2+
[反思与评价]
I.再次将打磨过的Al片插入盛有15%的CuCl2溶液的试管,并将试管置于冰水中,发现白色沉淀明显减少,说明反应和温度有关,于是他将Cu与15%的CuCl2溶液的实验进行了改进,从而证明了Cu与CuCl2溶液反应能生成CuCl,改进的方法是取Cu与15%的CuCl2溶液混合,加热;
该反应中,铜和氯化铜在加热条件下反应生成氯化亚铜,反应的化学方程式为:
。
II.丁同学认为丙同学的实验还不够严谨,这是因为反应过程中生成了氯化铝,因此还应考虑AlCl3对Cu与CuCl2溶液反应的影响。
2.科学探究是学习化学重要而有效的学习方法。
某校化学兴趣小组的同学做实验,向盛有少量NaOH溶液的试管中通入CO2,未看到明显的实验现象。
同学们对NaOH与CO2能否反应进行验证,并对废液的成分进行探究。
活动一:
同学们经过讨论,设计了甲装置并进行实验,请你把实验现象补充完整。
实验步骤
实验现象
猜测
如图甲,向集满二氧化碳的软塑料瓶中滴加足量的氢氧化钠溶液,振荡
______
①CO2溶于NaOH溶液中
②CO2与NaOH反应
活动二:
兴趣小组的同学对猜测②进行如下探究实验
(1)取软塑料瓶中的液体于三支试管中,三位同学分别完成如图所示实验。
(2)同学们观察到A试管中有气泡冒出,B、C试管中均有白色沉淀生成。
请你写出A试管中生成气体的化学反应方程式______。
(3)以上三个实验均能证明CO2与NaOH发生了反应。
请写出甲装置中发生反应的化学方程式______。
活动三:
实验结束后,同学们将三支试管中反应后的剩余物倒入一个洁净的大烧杯中(如下图),充分搅拌、静置,观察到烧杯内上层是无色溶液,下层有白色沉淀。
请你分析烧杯上层溶液中一定不含有的离子是_____(填离子符号)。
小组同学对烧杯内上层溶液中可能含有的离了进行如下探究。
(提出问题)烧杯内上层溶液中可能含有哪些离子?
(猜想与假设)上层溶液中可能含有OH-、CO32-、Ca2+中的一种或几种。
(进行实验)
实验步骤
实验现象
实验结论
①取烧杯内无色溶液少许于试管中,滴加______,静置
有白色沉淀生成
有CO32-、无Ca2+
②取①中反应后的上层清液少许于试管中,滴加______(指示剂除外)
______
有OH-
(反思评价)
(1)经过综合分析,最终确定烧杯内上层溶液中一定存在的离子有______(填离子符号)。
(2)将烧杯内的物质过滤,滤渣回收,向滤液中加入适量的______(填名称)进行处理后再排放,可以有效防止水体污染。
【答案】软塑料瓶变瘪
H+过量的BaCl2(或CaCl2)溶液CuCl2(或FeCl3)溶液出现蓝色(或红褐色)沉淀(合理即可)OH-、CO32-、Cl-、Na+稀盐酸(合理即可)
【解析】
【详解】
活动一:
二氧化碳与氢氧化钠反应,软塑料瓶内压强减小,软塑料瓶变瘪;
活动二:
(2)稀盐酸与碳酸钠反应方程式:
;
(3)二氧化碳与氢氧化钠反应:
;
活动三:
H+与碳酸根反应产生气泡,下层有白色沉淀,烧杯上层溶液中一定不含有H+;
[进行实验]
①取烧杯内无色溶液少许于试管中,滴加过量的BaCl2(或CaCl2)溶液与碳酸根反应生成白色沉淀,证明有CO32-、无Ca2+;
②取①中反应后的上层清液少许于试管中,滴加滴加CuCl2(或FeCl3)溶液,出现蓝色(或红褐色)沉淀,证明有OH-;
[反思评价]
(1)经过综合分析,最终确定烧杯内上层溶液中一定存在的离子有:
OH-、CO32-、Cl-、Na+;
(2)向滤液中加入适量稀盐酸可以除去氢氧根离子和碳酸根离子,进行处理后再排放。
3.小倩同学了解到:
外国人把中国称为“China”,在英文中与瓷器是同一个单词。
“青花瓷”又是在中国瓷器中最具代表性的。
绘制青花瓷纹饰的原料中主要含有氧化钴(CoO)。
她查阅元素周期表发现钴(读音:
)元素符号为Co,在周期表中与铁元素同位于第4周期、第Ⅷ族。
(提出问题)小倩同学产生疑问:
为什么钴和铁都在第Ⅷ族呢?
(寻求帮助)
(1)(咨询老师)得知:
因为铁与钴两种元素原子的结构具有相同点(见右图),使得二者的化学性质相似。
因此把这两种元素放在一起。
请你帮助小倩完成下列问题:
①钴元素在元素周期表中的原子序数为_______,一个钴原子比一个铁原子多一个_____(填序号)。
a.中子
b.电子
c.质子
d.电子层
②铁原子与钴原子具有相同的___(填序号,下同)。
元素的化学性质主要与原子的______有关,因此二者的化学性质相似。
a.核电荷数
b.核外电子数
c.电子层数
d.最外层电子数
③在化学反应中,金属钴和铁一样,也能与稀盐酸发生反应放出氢气,反应的化学方程式为_____;钴在氧气中燃烧生成Co3O4,化学方程式为_________。
(2)(查阅资料)钴元素有着广泛的用途:
钴及其化合物在材料生产、化工生产、医疗中都有着广泛的应用。
钴在电池制造中需求量增长很快,钴酸锂(已知:
化学式为LiCoO2,锂元素化合价为+1)常用作手机电池的正极材料,其中钻元素的化合价为____________。
(深入探讨)
(产生问题)既然钴与铁的单质具有相似的性质,那么两种元素的化合物是否也有相似的化学性质?
(设计并实验验)
(1)根据所学知识,同学们已知下列反应可以进行,并进行实验:
观察记录实验现象:
氧化亚铁为黑色固体;实验a中,随着稀盐酸的加入,黑色固体逐渐溶解,溶液呈现浅绿色;实验b中,加入氢氧化钠溶液后出现白色沉淀,静置在空气中,沉淀物颜色发生变化,最后变为红褐色。
(查阅资料得知:
原因是溶液中的Fe(OH)2遇空气中的氧气生成Fe(OH)3)
(2)同学们欲探究钴元素化合物的性质,设计并进行了如下实验:
请你依据实验现象,完成下列问题:
I.实验①中,取少量灰黑色的氧化钴放入试管中,加入稀盐酸,固体被溶解,溶液呈红色,写出反应的化学方程式________________。
另取一支试管加入少量氧化钴,滴入浓盐酸,固体被溶解溶液呈绿色。
说明反应后钴离子在溶液中呈现的颜色与加入酸的____________有关。
Ⅱ.实验②中,加入氢氧化钠溶液,出现青蓝色沉淀。
将试管静置在空气中,沉淀物颜色发生变化,最终变为棕色,试推测沉淀物颜色变化可能与空气中的____________有关。
通过实验探究,同学们得出结论:
铁和钴两种元素的化合物化学性质相似。
【答案】27bccdd
+3
浓度氧气
【解析】
【分析】
【详解】
(1)由图可知钴核电荷数为27,原子序数=核电荷数=27,由图可知一个钻原子比一个铁原子多一个质子同时也多一个电子,故填:
27;bc。
(2)铁原子与钴原子具有相同的电子层数和最外层电子数,元素的化学性质主要与原子的最外层电子数有关,因此二者的化学性质相似,故填:
cd;d。
(3)在化学反应中,金属钴和铁一样,故钴和稀盐酸反应生成二价钴和氢气,化学方程式为
,和氧气反应生成四氧化三钴,化学方程式为
,故填:
;
。
(4)根据化合价代数和为零,设钴元素化合价为x,则(+1)+x+(-2)×2=0,故x=+3,故填:
+3。
(5)I.实验①中,取少量灰黑色的氧化钴放入试管中,加入稀盐酸,固体被溶解,溶液呈红色,氧化钴属于金属氧化物和酸反应属于复分解反应,化学方程式为
,另取一支试管加入少量氧化钴,滴入浓盐酸,固体被溶解溶液呈绿色。
说明反应后钴离子在溶液中呈现的颜色与加入酸的浓度有关,故填:
;浓度。
(6)实验②中,加入氢氧化钠溶液,出现青蓝色沉淀。
将试管静置在空气中,沉淀物颜色发生变化,最终变为棕色,溶液中的Fe(OH)2遇空气中的氧气生成Fe(OH)3,钴和铁化学性质似,推测沉淀物颜色变化可能与空气中的氧气有关,故填:
氧气。
4.KOH溶液中含有H2O、K+、OH-、能使无色酚酞试液变成红色。
某化学兴趣小组想探究KOH溶液使无色酚酞试液变成红色的原因。
(提出问题)KOH溶液中的什么成分使无色酚酞试液变红?
(猜想)猜想1:
KOH溶液中的H2O使无色酚酞试液变红。
猜想2:
KOH溶液中的K+使无色酚酞试液变红。
猜想3:
KOH溶液中的_______________(填化学式)使无色酚酞试液变红。
(实验探究)
实验操作
实验现象
结论
①用试管取少量蒸馏水,滴入1-2滴无色酚酞试液
试管内溶液不变色
猜想1不成立
②用试管取少量KCl溶液,滴入1-2滴无色酚酞试液
______________
猜想2不成立
③_______,滴入1-2滴无色酚酞试液
试管内溶液变红
__________
(讨论反思)有同学认为猜想①不需要实验验证就可以排除,你认为该同学理由是_______________。
(拓展)①向Ba(OH)2溶液中滴入几滴无色酚酞试液,观察到的现象是___________;
②KOH固体应__________保存。
【答案】OH-试管内溶液不变色用试管取少量KOH溶液猜想3成立酚酞试液本身含有水分子无色酚酞变红密封
【解析】
【分析】
【详解】
猜想:
氢氧化钾溶液中含有H2O、K+、OH-,哪种粒子能使无色酚酞试液变成红色,猜想有三种,根据题意,故猜想三是:
OH-。
实验探究:
实验②用试管取少量KCl溶液,滴入1-2滴无色酚酞试液,因为实验结论是猜想2不成立,即K+不能使无色酚酞试液变红,故现象为:
试管内溶液不变色;
因为已经证明H2O、K+不能使无色酚酞试液变红,所以实验③为用试管取少量KOH溶液,滴入1-2滴无色酚酞试液,根据实验现象试管内溶液变红,可以得出的结论是:
猜想3成立。
讨论反思:
因为酚酞溶液中含有水,所以有同学认为猜想①不需要实验验证就可以排除的理由是:
酚酞试液本身含有水分子。
拓展:
①根据上述实验结论,Ba(OH)2溶液中含有OH-,所以向Ba(OH)2溶液中滴入几滴无色酚酞试液,观察到的现象应该是:
无色酚酞变红;
②KOH是可溶性碱,能与空气中的二氧化碳反应,所以要密封保存。
5.某化学学习小组的同学对一瓶敞口放置氢氧化钙固体的化学成分产生了兴趣,他们根据自己所学知识进行如下探究:
[提出问题]该瓶药品的化学成分是什么?
[查阅资料]
(1)氢氧化钙能与空气中的二氧化碳反应而变质。
(2)氢氧化钙的溶解度曲线如图:
[猜想假设]猜想一:
Ca(OH)2
猜想二:
__________
猜想三:
CaCO3
[实验验证]
实验操作
实验现象
实验结论
(1)取1g样品放入盛有50g水的烧杯中,充分搅拌后,静置
烧杯底部有较多固体未溶解
样品中含有CaCO3
(2)取实验
(1)中上层清液少许于试管中,再向试管中滴加2~3滴无色酚酞试液
_____________
样品中含有Ca(OH)2
[得出结论]甲同学认为猜想二正确。
[反思交流]
(1)乙同学认为甲同学的结论不合理,他认为猜想_____也可能正确,原因是______。
(2)丙同学认为要想验证猜想二正确,还需做如下实验:
取实验
(1)中未溶解固体于试管中,向试管中滴加适量稀盐酸,如有_______,则猜想二正确。
[拓展提升]要想验证反应后物质的成分,除需验证有生成物以外,还应考虑反应物是否________________。
【答案】 Ca(OH)2和CaCO3溶液由无色变成红色一氢氧化钙微溶于水,未溶解固体可能只含氢氧化钙气泡产生.有剩余
【解析】
本题通过氢氧化钙变质探究实验考查了碱的性质,碳酸根离子的检验等。
解答时要根据各种物质的性质,结合各方面条件进行分析、判断得出正确的结论。
猜想假设:
氢氧化钙能与空气中的二氧化碳生成碳酸钙和水。
若没有变质,则固体成分是Ca(OH)2,部分变质固体成分是 Ca(OH)2和CaCO3的混合物,若完全变质固体成分是CaCO3,所以猜想二是 Ca(OH)2和CaCO3;
实验验证:
若样品中含有Ca(OH)2,Ca(OH)2溶液呈碱性,能使酚酞试液变红色,所以实验
(2)的现象是溶液由无色变成红色;
反思交流:
(1)根据氢氧化钙的溶解度曲线可知,氢氧化钙微溶于水。
乙同学认为甲同学的结论不合理,他认为猜想一也可能正确,原因是氢氧化钙微溶于水,未溶解固体可能只含氢氧化钙;
(2)若猜想二正确,固体中含的碳酸钙,碳酸钙与盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳,可用盐酸来检验。
丙同学认为要想验证猜想二正确,还需做如下实验:
取实验
(1)中未溶解固体于试管中,向试管中滴加适量稀盐酸,如有气泡产生,则猜想二正确;
拓展提升:
根据上述探究可知,要想验证反应后物质的成分,除需验证有生成物以外,还应考虑反应物是否有剩余。
6.某学习小组在帮助实验员整理化学试剂时发现了一瓶标签残缺的无色溶液,(如图所示),经实验员分析可知原瓶溶液中的溶质可能是NaHCO3,NaOH,Na2CO3,NaCl中的一种,请你对该试剂作出猜想并进行实验探究:
(提出问题)这瓶试剂是什么溶液?
(猜想与假设)
甲猜想:
NaHCO3溶液
乙猜想:
NaOH溶液
丙猜想:
Na2CO3溶液
丁猜想:
NaCl溶液
(查阅资料)上述四种物质相关信息如下
物质
NaHCO3
NaOH
Na2CO3
NaCl
常温下溶解度/g
9.6
109
21.5
36
常温下稀溶液的pH
9
13
11
7
(实验探究1)取瓶中溶液少许于试管中,滴加几滴酚酞溶液,溶液变红。
(实验探究2)另取瓶中溶液少许于试管中,滴加足量的稀盐酸,产生生气泡。
(实验分析)通过(实验探究1)可知_____同学的猜想一定错误。
甲同学仔细分析四种物质的相关信息表后发现自己的猜想错误,他的理由是_____。
丙同学分析(实验探究2)并结合以上同学的实验结论,认为原瓶溶液是NaCO3溶液。
(实验探究2)中发生反应的化学方程式为_____。
(讨论质疑)乙认为以上同学分析有漏洞,需要进一步实验确定,于是又进行了如下探究。
(实验探究3)在(实验探究1)试管中的红色溶液中滴加过量氯化钙溶液(中性),充分反应后,试管中溶液仍呈红色,但有白色沉淀产生。
(得出结论)通过(实验探究3)可证明这瓶试剂为_____溶液,但已经部分变质。
(反思与拓展)学习小组反思了这瓶试剂因为_____而变质,得出了该溶液正确的保存方法,若要除去该溶液变质部分所采用的方法是_____(用化学反应方程式表示)。
【答案】丁在该温度下,碳酸氢钠的饱和溶液的溶质质量分数小于10% 。
Na2CO3+2HCl═2NaCl+H2O+CO2↑ 。
氢氧化钠敞口放置Ca(OH)2+Na2CO3═CaCO3↓+2NaOH 。
【解析】
【详解】
(1)通过【实验探究1】可知,该溶液呈碱性,而氯化钠溶液呈中性,故丁同学的猜想一定错误;
(2)由于在该温度下,碳酸氢钠的溶解度是9g,碳酸氢钠饱和溶液的溶质质量分数为:
<10%,故甲同学发现自已的猜想错误;
(3)实验探究2中有气泡产生,是碳酸钠和盐酸反应生成了氯化钠、水和二氧化碳,发生反应的化学方程式为Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑;
(4)在实验探究1试管中的红色溶液中滴加过量氯化钙溶液(中性),充分反应后,试管中溶液仍呈红色,但有白色沉淀产生说明含有碳酸钠和氢氧化钠,故通过实验探究3可证明这瓶试剂为氢氧化钠溶液,但已经部分变质;
(5)这瓶试剂因为敞口放置而变质,若要除去该溶液变质部分可以加入适量的氢氧化钙溶液,反应方程式为Ca(OH)2+Na2CO3=CaCO3↓+2NaOH
7.以下是老师引导学生探究“质量守恒定律”的教学片段,请你参与探究并帮忙填写空格(包括表中的空格)。
(提出问题)化学反应前后各物质的质量总和是否相等?
(猜想与假设)猜想1:
不相等;猜想2:
相等。
(实验探究)甲、乙两组同学用托盘天平分别称量反应前后物质的质量。
甲组
乙组
实验
方案
(反应后略)
实验
现象
有气泡产生,
天平指针向右偏转
铁钉表面有红色物质析出,
溶液颜色发生改变,
天平指针没有偏转
结论
猜想1正确
反应的化学方程式:
________
猜想2正确
(反思评价)究竟哪种猜想正确?
通过讨论,同学们发现甲组中有气体溢出,导致指针向右偏转。
得到启示:
在探究化学反应前后各物质的质量总和是否相等时,凡是有气体生成或参加的反应一定要在___________中进行。
(优化装置)同学们对甲组左盘中的反应装置进行了如下三种改进,你认为最佳装置是____(填序号),从另外两种装置中任选一种指出其不足_____________。
(得出结论)同学们利用改进后的最佳装置进行再次探究,均得出猜想二正确。
进一步分析发现,反应体系中器材和未参加反应的物质的质量在反应前后保持不变,
最终得出结论是:
_________________________的各物质的质量总和等于反应后生成的各物质的质量总和。
(解释应用)解释:
化学反应前后,原子的种类、数目、质量均不变,所以质量守恒。
应用:
某固体物质受热会发生分解反应,生成氧化铜、水和二氧化碳三种物质,则该固体物质一定由____种元素组成。
【答案】Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑密闭容器(或封闭体系等合理答案)BA装置中反应产生气体,气球膨胀,浮力增大,导致称量结果不准或C装置中反应产生气体,瓶内气压增大,可能导致瓶塞迸出(其它合理答案也可)。
参加化学反应(或参加反应)四(或4或C、H、O、Cu四)
【解析】
【分析】
【详解】
实验探究:
反应的化学方程式是:
Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑
反思评价:
在密闭容器中进行化学反应,对探究质量守恒定律实验无影响
优化装置:
最佳装置是:
B;另外两种装置的不足:
A装置中反应产生气体,气球膨胀,浮力增大,导致称量结果不准或C装置中反应产生气体,瓶内气压增大,可能导致瓶塞迸出。
得出结论:
质量守恒定律的概念是:
参加化学反应的各物质的质量总和等于反应后生成的各物质的质量总和
解释应用:
反应前后元素的种类不变,生成物中含有C、H、O、Cu四种元素,故反应物中也应该含有C、H、O、Cu四种元素。
8.实验与探究是化学学习的重要方法和内容,李明看到家里多年未用的铜制火锅上有绿色的锈迹,他对绿色锈迹的成分和性质产生了浓厚兴趣。
(查阅资料)
①绿色锈迹是碱式碳酸铜[Cu2(OH)2CO3],受热易分解;
②无水硫酸铜为白色粉末,遇水变蓝;
③碱石灰是CaO和NaOH的固体混合物,NaOH与CO2反应生成碳酸钠固体和水;
④氧化铜与稀硫酸反应生成蓝色溶液,碳粉不与稀硫酸反应也不溶解在稀硫酸中。
(发现问题)
查阅资料后,该同学将少量碱式碳酸铜放入试管中加热,发现试管中的固体由绿色变成黑色,同时试管壁上有无色液滴生成。
为了进一步确定碱式碳酸铜受热分解的产物,进行了如下探究:
探究一:
碱式碳酸铜受热分解生成的黑色固体成分。
(猜想与假设)该黑色固体可能是①碳粉;②____________;③碳和氧化铜的混合物。
(设计方案)请帮助该同学完成下述实验报告:
实验操作与现象
实验结论
_______________________
猜想②正确
探究二:
碱式碳酸铜受热分解还会生成CO2和H2O.
(进行实验)选择如下图所示装置进行验证:
步骤一:
连接A和B,打开活塞,通入一段时间的空气;
步骤二:
点燃酒精灯,依次连接装置A→B→______→______(填“C”,“D”);
步骤三:
点燃酒精灯,观察到明显现象后,停止加热。
(解释与结论)
①当观察到____________________________,说明碱式碳酸铜受热分解生成了CO2和H2O,写出装置C中反应的化学方程式_________________________;
②写出Cu2(OH)2CO3受热分解的化学方程式___________________________。
(反思与评价)
上述装置中A的作用是____________________________。
【答案】氧化铜取黑色粉末,加入足量稀硫酸,充分反应