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(lán)色	藍(lán)色

 

某學(xué)校學(xué)習(xí)小組甲為檢測(cè)實(shí)驗(yàn)室用H2還原CuO所得紅色固體中是否含有Cu2O，進(jìn)行了認(rèn)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(yīng)：Cu2O＋2H＋=Cu＋Cu2＋＋H2O。

Ⅱ.設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)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(lán)色。

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

（1）寫(xiě)出Cu2O與稀硝酸反應(yīng)的化學(xué)方程式：_______________________。

（2）請(qǐng)你評(píng)價(jià)方案1和方案2的合理性，并簡(jiǎn)述理由：

方案1：_______________________。

方案2：_______________________。

（3）方案3中，若確認(rèn)紅色固體中含有Cu2O，則a、b、c的關(guān)系為________，在該實(shí)驗(yàn)方案中最少應(yīng)進(jìn)行________次稱(chēng)量。

Ⅲ.學(xué)習(xí)小組乙設(shè)計(jì)了新的探究方案，擬根據(jù)干燥管中無(wú)水硫酸銅是否變藍(lán)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(yàn)氣體發(fā)生裝置氣密性的方法為________（說(shuō)明操作方法、現(xiàn)象和結(jié)論）。

（5）為確保探究的科學(xué)、合理和安全，你認(rèn)為實(shí)驗(yàn)中還應(yīng)采取的措施有____（填序號(hào)）。

A．在氫氣發(fā)生裝置與硬質(zhì)玻璃管之間增加一個(gè)干燥裝置

B．加熱前先排盡裝置中的空氣

C．在盛有無(wú)水硫酸銅的干燥管后再連接一個(gè)裝有堿石灰的干燥管

 

Answer 1

（1）3Cu2O＋14HNO3=6Cu（NO3）2＋2NO↑＋7H2O

（2）不合理，因?yàn)殂~和氧化亞銅均可溶于稀硝酸形成藍(lán)色溶液

合理，因?yàn)檠趸瘉嗐~可與稀硫酸反應(yīng)生成Cu和Cu2＋，導(dǎo)致溶液呈藍(lán)色

（3）8c＜9b－a　4

（4）關(guān)閉導(dǎo)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(shí)間后液面差不變，說(shuō)明氣體發(fā)生裝置氣密性良好

（5）ABC

【解析】該題實(shí)際上給出了四種方案，方案1中因硝酸具有氧化性，所以無(wú)法區(qū)分溶液中的Cu2＋是來(lái)自于Cu還是Cu2O；方案2中因稀硫酸無(wú)強(qiáng)氧化性，所以通過(guò)觀察溶液是否顯藍(lán)色可以判斷紅色固體中是否含有Cu2O；方案3是通過(guò)定量分析的方法來(lái)進(jìn)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(xué)習(xí)小組乙的探究方案存在一定的弊端，如沒(méi)有設(shè)計(jì)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(wú)水硫酸銅變藍(lán)色。