Question

單質(zhì)銅及其化合物一般都具有特殊的顏色，如

Cu	Cu2O	CuO	Cu（OH）2	CuSO4·5H2O
紅色（或紫紅色）	紅色（或磚紅色）	黑色	藍色	藍色

 

某學校學習小組甲為檢測實驗室用H2還原CuO所得紅色固體中是否含有Cu2O，進行了認真的研究。

Ⅰ.查閱資料得出下列信息：

①Cu2O屬于堿性氧化物；

②高溫灼燒CuO生成Cu2O；

③Cu2O在酸性條件下能發(fā)生反應：Cu2O＋2H＋=Cu＋Cu2＋＋H2O。

Ⅱ.設計實驗方案：

方案1：取該紅色固體溶于足量的稀硝酸中，觀察溶液顏色變化。

方案2：取該紅色固體溶于足量的稀硫酸中，觀察溶液是否呈藍色。

方案3：稱得干燥坩堝的質(zhì)量為a g，取紅色固體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）寫出Cu2O與稀硝酸反應的化學方程式：_______________________。

（2）請你評價方案1和方案2的合理性，并簡述理由：

方案1：_______________________。

方案2：_______________________。

（3）方案3中，若確認紅色固體中含有Cu2O，則a、b、c的關系為________，在該實驗方案中最少應進行________次稱量。

Ⅲ.學習小組乙設計了新的探究方案，擬根據(jù)干燥管中無水硫酸銅是否變藍判斷紅色固體中是否含有Cu2O，裝置如圖所示。

（4）該探究方案中檢驗氣體發(fā)生裝置氣密性的方法為________（說明操作方法、現(xiàn)象和結(jié)論）。

（5）為確保探究的科學、合理和安全，你認為實驗中還應采取的措施有____（填序號）。

A．在氫氣發(fā)生裝置與硬質(zhì)玻璃管之間增加一個干燥裝置

B．加熱前先排盡裝置中的空氣

C．在盛有無水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）3Cu2O＋14HNO3=6Cu（NO3）2＋2NO↑＋7H2O

（2）不合理，因為銅和氧化亞銅均可溶于稀硝酸形成藍色溶液

合理，因為氧化亞銅可與稀硫酸反應生成Cu和Cu2＋，導致溶液呈藍色

（3）8c＜9b－a　4

（4）關閉導氣管上的活塞，從分液漏斗往試管中注水，使漏斗中的液面高于試管中的液面，靜置一段時間后液面差不變，說明氣體發(fā)生裝置氣密性良好

（5）ABC

【解析】該題實際上給出了四種方案，方案1中因硝酸具有氧化性，所以無法區(qū)分溶液中的Cu2＋是來自于Cu還是Cu2O；方案2中因稀硫酸無強氧化性，所以通過觀察溶液是否顯藍色可以判斷紅色固體中是否含有Cu2O；方案3是通過定量分析的方法來進行判斷的，原理是4Cu＋O2 ,2Cu2O，若（b－a）g紅色固體全部是Cu，則Cu2O的質(zhì)量為（b－a）g，若紅色固體中含有Cu2O，則（b－a）g＞（c－a）g，即8c＜9b－a。（5）學習小組乙的探究方案存在一定的弊端，如沒有設計干燥裝置。制取的H2中含水蒸氣，空氣中也有水蒸氣，都能使無水硫酸銅變藍色。