Question

銅及其化合物一般都具有特征顏色，例如Cu、Cu₂O呈紅色，CuO呈黑色、CuSO₄·5H₂O呈藍(lán)色等。研究性學(xué)習(xí)小組甲為檢測實驗室用H₂還原CuO所得的紅色固體中是否含有 Cu₂O進(jìn)行了認(rèn)真探究。

Ⅰ.查閱資料：Cu₂O屬于堿性氧化物；高溫灼燒CuO生成Cu₂O；Cu₂O在酸性條件下能發(fā)生下列反應(yīng)：

Cu₂O＋2H^＋===Cu＋Cu^2＋＋H₂O

Ⅱ.設(shè)計實驗方案：

方案1：取該紅色試樣溶于足量的稀硝酸中，觀察溶液顏色的變化。

方案2：取該紅色試樣溶于足量的稀硫酸中，觀察溶液是否呈藍(lán)色。

方案3：稱得干燥坩堝的質(zhì)量為a g，取紅色試樣置于坩堝中稱得總質(zhì)量為b g，在空氣中高溫灼燒至質(zhì)量恒定，稱得最后總質(zhì)量為c g。

(1)請你評價方案1和方案2。如果你認(rèn)為該方案合理，請簡述其化學(xué)原理；如果你認(rèn)為該方案不合理，請簡述原因。

方案1：____________________________________________________________。

方案2：__________________________________________________________。

(2)方案3中，若確認(rèn)紅色粉末中含有Cu₂O，則a、b、c應(yīng)符合的數(shù)學(xué)的關(guān)系為________，該實驗方案最少得進(jìn)行________次稱量。

Ⅲ.研究性學(xué)習(xí)小組乙，設(shè)計了新的探究方案，擬通過干燥管中CuSO₄是否變藍(lán)判斷紅色固體中是否含有Cu₂O，裝置如圖所示：

(3)簡述該探究方案中，檢驗氣體發(fā)生裝置氣密性的方法(說明操作方法、現(xiàn)象和結(jié)論)

________________________________________________________________________。

(4)為確保探究的科學(xué)、合理、安全，你認(rèn)為實驗中還應(yīng)采取的措施有________(填序號)。

A．在氫氣發(fā)生器與硬質(zhì)玻璃管之間加一干燥裝置

B．加熱前先排盡裝置中的空氣

C．在盛有硫酸銅的干燥管后再連接一個裝有堿石灰的干燥管

Answer 1

(1)方案1：不合理，因為銅和氧化亞銅均能與稀硝酸反應(yīng)生成Cu^2＋，形成藍(lán)色溶液

方案2：合理，因為銅與稀硫酸不反應(yīng)，氧化亞銅與稀硫酸反應(yīng)生成Cu和Cu^2＋，導(dǎo)致溶液呈藍(lán)色

(2)c<　 4

(3)關(guān)閉導(dǎo)氣管上的活塞，從分液漏斗中往試管中注水，使漏斗中的液面高度高于試管中的液面高度，并且一段時間內(nèi)不回落，說明氣體發(fā)生裝置氣密性良好

(4)ABC

解析:

(1)注意稀硝酸的強(qiáng)氧化性能將銅氧化，而銅與稀硫酸不反應(yīng)。

(2)設(shè)紅色試樣中含Cu的質(zhì)量為x。灼燒過程中發(fā)生的反應(yīng)為：

4Cu＋O₂2Cu₂O

  256  32

  x  c－b

x＝＝8(c－b)

如有Cu₂O，則x＝8(c－b)<b－a，即c<。

此實驗方案至少要稱量如下4次：干燥坩堝質(zhì)量、坩堝加試樣質(zhì)量、灼燒后坩堝和藥品總質(zhì)量、再灼燒后坩堝和藥品總質(zhì)量(此次應(yīng)與前一次相同方可，為重復(fù)實驗，說明已加熱至恒重)。