Question

10．已知木炭還原氧氣銅實(shí)驗(yàn)中會發(fā)生如下反應(yīng)：C+2CuO$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Cu+CO₂↑．
某化學(xué)興趣小組做該實(shí)驗(yàn)時所得產(chǎn)物是暗紅色固體，沒有觀察到紫紅色固體，于是他們對反應(yīng)產(chǎn)物（假設(shè)反應(yīng)物已完全反應(yīng)）作如下實(shí)驗(yàn)探究：
信息提示：1氧化亞銅（Cu₂O）為磚紅色固體；
2Cu₂O+H₂SO₄═CuSO₄+Cu+H₂O；
3堿石灰為氧化鈣和氫氧化鈉的混合物
[實(shí)驗(yàn)一]探究反應(yīng)產(chǎn)物的成分
興趣小組的同學(xué)討論交流后，認(rèn)為暗紅色固體除了有銅外，還可能含有Cu₂O（其中Cu的化合價是+1）．為此，他們設(shè)計(jì)了以下實(shí)驗(yàn)：取少量暗紅色固體于試管中，加入少量稀硫酸，振蕩，如果觀察到溶液由無色變?yōu)樗{(lán)色，說明暗紅色固體中含有Cu₂O．
[實(shí)驗(yàn)二]測定產(chǎn)物中Cu₂O的含量
原理：Cu₂O+H₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2Cu+H₂O，稱取一定質(zhì)量的固體產(chǎn)物，用下圖裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)（固定裝置略去），通過測定反應(yīng)前后裝置d的質(zhì)量達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?br />
（1）裝置a中用稀硫酸而不用稀鹽酸，原因是鹽酸易揮發(fā)，揮發(fā)出的氯化氫能被堿石灰吸收，影響測定結(jié)果；寫出裝置a中反應(yīng)的化學(xué)方程式：Zn+H₂SO₄═ZnSO₄+H₂↑．
（2）點(diǎn)燃酒精燈前，要先打開彈簧夾K₁，關(guān)閉彈簧夾K₂，對裝置c通一會兒氫氣，目的是：把裝置中的空氣排出去，以免加熱時發(fā)生爆炸．
（3）裝置b的作用是干燥氫氣；裝置d的質(zhì)量在反應(yīng)前后會發(fā)生改變，是因?yàn)樗�吸收了反�?yīng)生成的水．
（4）反應(yīng)前后，測得裝置d的質(zhì)量如表：

	反應(yīng)前	反應(yīng)后
裝置d（含藥品）的質(zhì)量/g	100.00	100.18

根據(jù)測得數(shù)據(jù)可行：產(chǎn)物中Cu₂O的質(zhì)量為1.44g．
（5）如果沒有接上裝置e，則實(shí)驗(yàn)得出結(jié)果將偏大（選填“偏大”、“偏小”或“不變”）．

Answer 1

分析 [實(shí)驗(yàn)一]根據(jù)化合物中元素的化合價為0解答；根據(jù)如果暗紅色固體中含有Cu₂O，加入稀硫酸時，Cu₂O和稀硫酸反應(yīng)生成硫酸銅，硫酸銅溶液是藍(lán)色的；[實(shí)驗(yàn)二]
（1）鹽酸易揮發(fā)，容易揮發(fā)出氯化氫氣體；
（2）根據(jù)可燃性氣體點(diǎn)燃時易發(fā)生爆炸解答；
（3）根據(jù)濃硫酸具有吸水性解答；水蒸氣和二氧化碳，能夠被堿石灰吸收；
（4）根據(jù)反應(yīng)前后裝置d的質(zhì)量差為水的質(zhì)量，求出Cu₂O的質(zhì)量；
（5）根據(jù)d中的堿石灰能夠吸收空氣中的水和二氧化碳解答．

解答 解：[實(shí)驗(yàn)一]設(shè)Cu₂O中Cu的化合價是x
2x+（-2）=0
x=+1；
取少量暗紅色固體，加入稀硫酸，如果觀察到固體部分溶解，溶液由無色變成藍(lán)色，說明暗紅色固體含有Cu₂O．
[實(shí)驗(yàn)二]
（1）裝置a中用稀硫酸而不用稀鹽酸，原因是鹽酸易揮發(fā)，揮發(fā)出的氯化氫能被堿石灰吸收，影響測定結(jié)果．鋅與硫酸反應(yīng)生成硫酸鋅和氫氣，反應(yīng)的化學(xué)方程式：Zn+H₂SO₄═ZnSO₄+H₂↑；
（2）點(diǎn)燃酒精燈前，要先打開彈簧夾K₁，關(guān)閉彈簧夾K₂，對裝置c通一會兒氫氣，目的是：把裝置中的空氣排出去，以免加熱時發(fā)生爆炸；
（3）裝置b的作用是干燥氫氣；裝置d的質(zhì)量在反應(yīng)前后會發(fā)生改變，是因?yàn)樗�吸收了反�?yīng)生成的水；
（4）反應(yīng)前后裝置d的質(zhì)量差為水的質(zhì)量=110.18g-100g=0.18g．
設(shè)產(chǎn)物中Cu₂O的質(zhì)量為y
Cu₂O+H₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2Cu+H₂O
144            18
y              0.18g
$\frac{144}{y}=\frac{18}{0.18g}$
y=1.44g
（5）若不加裝置e，實(shí)驗(yàn)結(jié)果會偏高，原因是d中的堿石灰能夠吸收空氣中的水和二氧化碳，從而使測定的水的質(zhì)量偏高，會導(dǎo)致計(jì)算的Cu₂O的質(zhì)量偏高，從而導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)結(jié)果會偏高．
答案：
實(shí)驗(yàn)一：+1；　無；藍(lán)；
實(shí)驗(yàn)二：
（1）鹽酸易揮發(fā)，揮發(fā)出的氯化氫能被堿石灰吸收，影響測定結(jié)果；Zn+H₂SO₄═ZnSO₄+H₂↑；
（2）把裝置中的空氣排出去，以免加熱時發(fā)生爆炸；
（3）干燥氫氣；水；
（4）1.44g；
（5）偏大

點(diǎn)評 合理設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，科學(xué)地進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、分析實(shí)驗(yàn)，是得出正確實(shí)驗(yàn)結(jié)論的前提，因此要學(xué)會設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、分析實(shí)驗(yàn)，為學(xué)好化學(xué)知識奠定基礎(chǔ)．