Question

【題目】碳還原氧化銅的實驗裝置。某化學小組對該實驗及產物的探究如下:

【分析】

(1)寫出該反應的化學方程式_______________________。

(2)酒精燈加網罩的目的是_________________________。

(3)剛開始加熱時，澄清石灰水中有氣泡冒出,但澄清石灰水不變渾獨,原因是_______________。

(4)實驗結束應先_________。(選填答案序號)

A.撤離酒精燈 B.將導管移出石灰水. C.撥掉橡膠塞

【探究一】檢驗產物成分

【提出問題】:實驗產物是暗紅色固體，很難觀察到紫紅色固體，暗紅色固體是什么？

【查閱資料】:氧化亞銅(Cu2O)為紅色固體；Cu2O+H2SO4 =CuSO4 +Cu + H2O。

【猜想與假設】:暗紅色固體除銅外還可能含有Cu2O

【設計實驗】

(5)操作:取少量暗紅色固體，加入稀硫酸，觀察到現(xiàn)象:___________、_____________。結論：暗紅色固體含有Cu2O。

【探究二】測定產物中Cu2O的含量

(6)為測定紅色固體中氧化亞銅的質量分數(shù)，小組同學設計了如下兩種方案：

甲方案：甲同學稱取10g紅色固體加人到足量稀硫酸中使其充分反應后，過濾_______(填操作名稱)、干燥、稱量剩余紅色固體的質量為8 g，則紅色固體中氧化亞銅的質量分數(shù)為__________。

乙方案：實驗原理:Cu2O +H22Cu +H2O,稱取一定質量的固體樣品，用如圖裝置進行實驗(固定裝置略，堿石灰為氧化鈣和氫氧化鈉的混合物，通過測定反應前后裝置d的質量達到實驗目的。

(7)裝置a中用稀硫酸而不用稀鹽酸，原因是_______________；

(8)若不加裝置c,實驗結果會偏_______(“大”或“小”)，原因是_______________；

(9)點燃酒精燈前涉及的部分操作如下，正確的順序是_____________；

①打開K2,關閉K1 ②檢查裝置的氣密性 ③連接儀器 ④關閉K2，打開K1，通氫氣一段時間

【拓展反思]】：

(10)還可通過測定反應前后裝置________(填“a”、“b”、“c”)的質量達到測定產物中Cu2O的含量目的。

(11)乙方案第(9)的④中“通氫氣一段時間”的目的是排出裝置內的空氣，否則可能帶來哪些影響？__________、_____________(答出兩點)

Answer 1

【答案】 2CuO +C2Cu +CO2↑ 聚集火焰，提高溫度 此時逸出的氣體是試管內的空氣，而非二氧化碳 B 溶液變?yōu)樗{色 生成紫紅色固體 洗滌 36% 鹽酸揮發(fā)出HCl氣體，與d中的物質反應，影響測定結果 偏大 裝置d會吸收空氣中的水蒸氣和二氧化碳，使測定生成水的質量偏大，導致計算出的Cu2O質量偏大 ③②④① c 氫氣不純 點燃時發(fā)生爆炸

【解析】（1）碳還原氧化銅生成的是銅和二氧化碳，反應的化學方程式表示為：2CuO +C2Cu +CO2↑；（2）酒精燈加網罩的目的是聚集火焰，提高溫度；（3）剛開始加熱時試管中的空氣膨脹排出試管，即開始的氣體是試管內的空氣，而非二氧化碳，故澄清石灰水不變渾濁；（4）實驗結束應先將導管移出石灰水再熄滅酒精燈，目的是防止澄清石灰水倒流入試管中使試管炸裂；（5）根據(jù)資料可知Cu2O能與稀硫酸反應生成藍色的硫酸銅，而銅不能，故溶液由無色變成藍色、生成紫紅色固體，說明暗紅色固體含有Cu2O；（6）由于銅上面可能會沾有一些其他的物質，故要將過濾后的銅進行洗滌；設紅色固體中銅的質量為x，那么Cu2O的質量為10g-x，生成的銅質量為8g-x。利用化學方程式即可計算出銅的質量；

Cu2O+H2SO4 =CuSO4 +Cu + H2O

144 64

10g-x 8g-x

x=6.4g

氧化亞銅的質量分數(shù)= 36%

（7）鹽酸具有揮發(fā)性，揮發(fā)出HCl氣體能被堿石灰吸收，影響測定結果，故不用稀鹽酸；（8）若不加裝置e，那么d中的堿石灰會吸收空氣中二氧化碳和水，從而使測定的水的質量偏高，會導致計算的氧化亞銅的質量偏高，從而導致實驗結果偏高；（9）點燃酒精燈要連接好儀器，檢查裝置的氣密性，關閉K2，打開K1，通氫氣一段時間把裝置中的水蒸氣和二氧化碳排出，再打開K2,關閉K1，點燃酒精燈，故順序是③②④①；（10）還可通過測定反應前后裝置c的質量達到實驗目的，反應前后裝置c的質量差即為氧化亞銅中氧元素的質量，根據(jù)氧元素的質量可算出氧化亞銅的質量，進一步計算出產物中氧化亞銅的質量；（11）若沒有通氫氣一段時間，那么氫氣就不純，氫氣不純可能會發(fā)生爆炸，故要先通氫氣一段時間。