Question

【題目】定性和定量結(jié)合既是化學(xué)的重要思想，也是研究物質(zhì)組成的重要方法。某研究性學(xué)習(xí)小組為檢測實(shí)驗(yàn)室用H2還原CuO所得紅色固體Cu中是否含有Cu2O（紅色），進(jìn)行了認(rèn)真的研究。請你一起踏上探究之路，回答下列問題。

【查閱資料】①無水CuSO4遇水變藍(lán) ②高溫灼燒CuO生成Cu2O和O2③Cu2O與稀H2SO4反應(yīng)：Cu2O+H2SO4=Cu+CuSO4+H2O

【設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案】

方案1 取該紅色固體加入適量稀H2SO4，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象為 ，結(jié)論為紅色固體中含有Cu2O．

方案2 裝置如圖所示，擬通過干燥管中CuSO4變藍(lán)來判斷紅色固體是否含有Cu2O．

（1）為確保探究的科學(xué)、合理、安全．實(shí)驗(yàn)中還應(yīng)采取的措施有 ；（填序號）

①加熱前先排盡裝置中的空氣

②在氫氣發(fā)生器與硬質(zhì)玻璃管之間加一個(gè)干燥裝置

③在盛有CuSO4的干燥管后再連接一個(gè)裝有濃H2SO4的洗氣瓶

（2）由方案2實(shí)驗(yàn)后得出結(jié)論：紅色固體中含有Cu2O．寫出紅色固體Cu2O與H2反應(yīng)的化學(xué)方程

式

方案3 稱得干燥坩堝（常用于固體加熱的容器）的質(zhì)量為ag，取紅色固體置于坩堝中稱得總質(zhì)量為bg，在空氣中高溫灼燒至質(zhì)量恒定，稱得最后坩堝與固體總質(zhì)量為cg．

（1）該實(shí)驗(yàn)方案最少得進(jìn)行 次稱量；

（2）若確認(rèn)紅色固體中含有Cu2O，則c與a，b應(yīng)符合的數(shù)學(xué)關(guān)系式為 ．

Answer 1

【答案】方案1：溶液變?yōu)樗{(lán)色 方案2：（1） （2）H2+Cu2O高溫2Cu+H2O方案3：（1）4（2）cく（9b-a）/8

【解析】試題分析：方案1 氧化亞銅和硫酸反應(yīng)生成硫酸銅，硫酸銅溶液呈藍(lán)色，所以取該紅色固體加入適量稀H2SO4，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象為溶液變?yōu)樗{(lán)色，結(jié)論為紅色固體中含有Cu2O；

方案2

（1）根據(jù)硫酸銅是否變藍(lán)判斷是否含有氧化亞銅時(shí)，要注意水的干擾因素，所以制取的氫氣要干燥，可以在氫氣發(fā)生器與硬質(zhì)玻璃管之間加一個(gè)干燥裝置，并且要將空氣中的水的干擾排除，可以在盛有硫酸銅的干燥管后再連接一個(gè)裝有堿石灰的干燥管，實(shí)驗(yàn)前要將裝置中的空氣排凈，防止干擾；故答案為：①②③；

（2）氫氣和氧化亞銅在加熱條件下生成銅和水，反應(yīng)的化學(xué)方程式為H2+Cu2O2Cu+H2O；

方案3

（1）根據(jù)在空氣中高溫灼燒至質(zhì)量恒定，這一步驟至少需稱量2次，加上前面的2次稱量，故該實(shí)驗(yàn)方案最少得進(jìn)行4次稱量進(jìn)行解答．

（2）根據(jù)銅元素守恒，則2Cu～Cu2O

128 144

b-a c-a

128/b-a=144/c-a

解得c=9b-a/8，故若紅色粉末中含有Cu2O，則a、b與c的應(yīng)符合的數(shù)學(xué)關(guān)系式為c＜9b-a/8