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呈藍色等。研究性學習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進行了認真探究。

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

Cu₂O＋2H^＋===Cu＋Cu^2＋＋H₂O

Ⅱ.設計實驗方案：

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，觀察溶液是否呈藍色。

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

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

方案1：____________________________________________________________。

方案2：__________________________________________________________。

(2)方案3中，若確認紅色粉末中含有Cu₂O，則a、b、c應符合的數學的關系為________，該實驗方案最少得進行________次稱量。

Ⅲ.研究性學習小組乙，設計了新的探究方案，擬通過干燥管中CuSO₄是否變藍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，檢驗氣體發生裝置氣密性的方法(說明操作方法、現象和結論)

________________________________________________________________________。

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

A．在氫氣發生器與硬質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生成Cu^2＋，形成藍色溶液

方案2：合理，因為銅與稀硫酸不反應，氧化亞銅與稀硫酸反應生成Cu和Cu^2＋，導致溶液呈藍色

(2)c<　 4

(3)關閉導氣管上的活塞，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，并且一段時間內不回落，說明氣體發生裝置氣密性良好

(4)ABC

解析:

(1)注意稀硝酸的強氧化性能將銅氧化，而銅與稀硫酸不反應。

(2)設紅色試樣中含Cu的質量為x。灼燒過程中發生的反應為：

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：干燥坩堝質量、坩堝加試樣質量、灼燒后坩堝和藥品總質量、再灼燒后坩堝和藥品總質量(此次應與前一次相同方可，為重復實驗，說明已加熱至恒重)。