Question

【題目】碳還原氧化銅的實(shí)驗(yàn)裝置。某化學(xué)小組對(duì)該實(shí)驗(yàn)及產(chǎn)物的探究如下:

【分析】

(1)寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式_______________________。

(2)酒精燈加網(wǎng)罩的目的是_________________________。

(3)剛開始加熱時(shí)，澄清石灰水中有氣泡冒出,但澄清石灰水不變渾獨(dú),原因是_______________。

(4)實(shí)驗(yàn)結(jié)束應(yīng)先_________。(選填答案序號(hào))

A.撤離酒精燈 B.將導(dǎo)管移出石灰水. C.撥掉橡膠塞

【探究一】檢驗(yàn)產(chǎn)物成分

【提出問題】:實(shí)驗(yàn)產(chǎn)物是暗紅色固體，很難觀察到紫紅色固體，暗紅色固體是什么？

【查閱資料】:氧化亞銅(Cu2O)為紅色固體；Cu2O+H2SO4 =CuSO4 +Cu + H2O。

【猜想與假設(shè)】:暗紅色固體除銅外還可能含有Cu2O

【設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)】

(5)操作:取少量暗紅色固體，加入稀硫酸，觀察到現(xiàn)象:___________、_____________。結(jié)論：暗紅色固體含有Cu2O。

【探究二】測(cè)定產(chǎn)物中Cu2O的含量

(6)為測(cè)定紅色固體中氧化亞銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，小組同學(xué)設(shè)計(jì)了如下兩種方案：

甲方案：甲同學(xué)稱取10g紅色固體加人到足量稀硫酸中使其充分反應(yīng)后，過濾_______(填操作名稱)、干燥、稱量剩余紅色固體的質(zhì)量為8 g，則紅色固體中氧化亞銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為__________。

乙方案：實(shí)驗(yàn)原理:Cu2O +H22Cu +H2O,稱取一定質(zhì)量的固體樣品，用如圖裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)(固定裝置略，堿石灰為氧化鈣和氫氧化鈉的混合物，通過測(cè)定反應(yīng)前后裝置d的質(zhì)量達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?/span>

(7)裝置a中用稀硫酸而不用稀鹽酸，原因是_______________；

(8)若不加裝置c,實(shí)驗(yàn)結(jié)果會(huì)偏_______(“大”或“小”)，原因是_______________；

(9)點(diǎn)燃酒精燈前涉及的部分操作如下，正確的順序是_____________；

①打開K2,關(guān)閉K1 ②檢查裝置的氣密性 ③連接儀器 ④關(guān)閉K2，打開K1，通氫氣一段時(shí)間

【拓展反思]】：

(10)還可通過測(cè)定反應(yīng)前后裝置________(填“a”、“b”、“c”)的質(zhì)量達(dá)到測(cè)定產(chǎn)物中Cu2O的含量目的。

(11)乙方案第(9)的④中“通氫氣一段時(shí)間”的目的是排出裝置內(nèi)的空氣，否則可能帶來(lái)哪些影響？__________、_____________(答出兩點(diǎn))

Answer 1

【答案】 2CuO +C2Cu +CO2↑ 聚集火焰，提高溫度 此時(shí)逸出的氣體是試管內(nèi)的空氣，而非二氧化碳 B 溶液變?yōu)樗{(lán)色 生成紫紅色固體 洗滌 36% 鹽酸揮發(fā)出HCl氣體，與d中的物質(zhì)反應(yīng)，影響測(cè)定結(jié)果 偏大 裝置d會(huì)吸收空氣中的水蒸氣和二氧化碳，使測(cè)定生成水的質(zhì)量偏大，導(dǎo)致計(jì)算出的Cu2O質(zhì)量偏大 ③②④① c 氫氣不純 點(diǎn)燃時(shí)發(fā)生爆炸

【解析】（1）碳還原氧化銅生成的是銅和二氧化碳，反應(yīng)的化學(xué)方程式表示為：2CuO +C2Cu +CO2↑；（2）酒精燈加網(wǎng)罩的目的是聚集火焰，提高溫度；（3）剛開始加熱時(shí)試管中的空氣膨脹排出試管，即開始的氣體是試管內(nèi)的空氣，而非二氧化碳，故澄清石灰水不變渾濁；（4）實(shí)驗(yàn)結(jié)束應(yīng)先將導(dǎo)管移出石灰水再熄滅酒精燈，目的是防止澄清石灰水倒流入試管中使試管炸裂；（5）根據(jù)資料可知Cu2O能與稀硫酸反應(yīng)生成藍(lán)色的硫酸銅，而銅不能，故溶液由無(wú)色變成藍(lán)色、生成紫紅色固體，說(shuō)明暗紅色固體含有Cu2O；（6）由于銅上面可能會(huì)沾有一些其他的物質(zhì)，故要將過濾后的銅進(jìn)行洗滌；設(shè)紅色固體中銅的質(zhì)量為x，那么Cu2O的質(zhì)量為10g-x，生成的銅質(zhì)量為8g-x。利用化學(xué)方程式即可計(jì)算出銅的質(zhì)量；

Cu2O+H2SO4 =CuSO4 +Cu + H2O

144 64

10g-x 8g-x

x=6.4g

氧化亞銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)= 36%

（7）鹽酸具有揮發(fā)性，揮發(fā)出HCl氣體能被堿石灰吸收，影響測(cè)定結(jié)果，故不用稀鹽酸；（8）若不加裝置e，那么d中的堿石灰會(huì)吸收空氣中二氧化碳和水，從而使測(cè)定的水的質(zhì)量偏高，會(huì)導(dǎo)致計(jì)算的氧化亞銅的質(zhì)量偏高，從而導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)結(jié)果偏高；（9）點(diǎn)燃酒精燈要連接好儀器，檢查裝置的氣密性，關(guān)閉K2，打開K1，通氫氣一段時(shí)間把裝置中的水蒸氣和二氧化碳排出，再打開K2,關(guān)閉K1，點(diǎn)燃酒精燈，故順序是③②④①；（10）還可通過測(cè)定反應(yīng)前后裝置c的質(zhì)量達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康�，反�?yīng)前后裝置c的質(zhì)量差即為氧化亞銅中氧元素的質(zhì)量，根據(jù)氧元素的質(zhì)量可算出氧化亞銅的質(zhì)量，進(jìn)一步計(jì)算出產(chǎn)物中氧化亞銅的質(zhì)量；（11）若沒有通氫氣一段時(shí)間，那么氫氣就不純，氫氣不純可能會(huì)發(fā)生爆炸，故要先通氫氣一段時(shí)間。