问题 实验题

单质铜及其化合物一般都具有特殊的颜色,如

CuCu2OCuOCu(OH)2CuSO4·5H2O
红色(或紫红色)红色(或砖红色)黑色蓝色蓝色
 

某学校学习小组甲为检测实验室用H2还原CuO所得红色固体中是否含有Cu2O,进行了认真的研究。

Ⅰ.查阅资料得出下列信息:

①Cu2O属于碱性氧化物;

②高温灼烧CuO生成Cu2O;

③Cu2O在酸性条件下能发生反应:Cu2O+2H=Cu+Cu2+H2O。

Ⅱ.设计实验方案:

方案1:取该红色固体溶于足量的稀硝酸中,观察溶液颜色变化。

方案2:取该红色固体溶于足量的稀硫酸中,观察溶液是否呈蓝色。

方案3:称得干燥坩埚的质量为a g,取红色固体置于坩埚中称得总质量为b g,在空气中高温灼烧至质量恒定,称得最后总质量为c g。

(1)写出Cu2O与稀硝酸反应的化学方程式:_______________________。

(2)请你评价方案1和方案2的合理性,并简述理由:

方案1:_______________________。

方案2:_______________________。

(3)方案3中,若确认红色固体中含有Cu2O,则a、b、c的关系为________,在该实验方案中最少应进行________次称量。

Ⅲ.学习小组乙设计了新的探究方案,拟根据干燥管中无水硫酸铜是否变蓝判断红色固体中是否含有Cu2O,装置如图所示。

(4)该探究方案中检验气体发生装置气密性的方法为________(说明操作方法、现象和结论)。

(5)为确保探究的科学、合理和安全,你认为实验中还应采取的措施有____(填序号)。

A.在氢气发生装置与硬质玻璃管之间增加一个干燥装置

B.加热前先排尽装置中的空气

C.在盛有无水硫酸铜的干燥管后再连接一个装有碱石灰的干燥管

答案

(1)3Cu2O+14HNO3=6Cu(NO32+2NO↑+7H2O

(2)不合理,因为铜和氧化亚铜均可溶于稀硝酸形成蓝色溶液

合理,因为氧化亚铜可与稀硫酸反应生成Cu和Cu2,导致溶液呈蓝色

(3)8c<9b-a 4

(4)关闭导气管上的活塞,从分液漏斗往试管中注水,使漏斗中的液面高于试管中的液面,静置一段时间后液面差不变,说明气体发生装置气密性良好

(5)ABC

该题实际上给出了四种方案,方案1中因硝酸具有氧化性,所以无法区分溶液中的Cu2是来自于Cu还是Cu2O;方案2中因稀硫酸无强氧化性,所以通过观察溶液是否显蓝色可以判断红色固体中是否含有Cu2O;方案3是通过定量分析的方法来进行判断的,原理是4Cu+O2,2Cu2O,若(b-a)g红色固体全部是Cu,则Cu2O的质量为(b-a)g,若红色固体中含有Cu2O,则(b-a)g>(c-a)g,即8c<9b-a。(5)学习小组乙的探究方案存在一定的弊端,如没有设计干燥装置。制取的H2中含水蒸气,空气中也有水蒸气,都能使无水硫酸铜变蓝色。

单项选择题
填空题