题目内容

氢气还原氧化铜生成红色固体,这些红色固体是什么物质?某科学兴趣小组查阅资料得知,反应温度不同,氢气还原氧化铜的产物可能是Cu或Cu2O,Cu和Cu2O均为不溶于水的红色固体,但氧化亚铜能与稀硫酸反应,化学方程式为:

Cu2O+H2SO4═CuSO4+Cu+H2O
 为探究反应后的红色固体中含有什么物质?他们提出了以下假设:
假设一:红色固体只有Cu
假设二:红色固体只有Cu2O
假设三:红色固体中有Cu和Cu2O
请回答有关问题:
(1)取少量红色固体,加入足量的稀硫酸,若无明显现象,则假设______成立;若看到溶液变成蓝色,且仍有红色固体,则能否支持假设三?______(选填“能”或“不能”)
(2)现将3克红色固体加入足量的稀硫酸中,反应后的溶液过滤,称得烘干后的滤渣质量为1.4克,则原红色固体中含有什么物质?______.

解:(1)取少量红色固体,加入足量的稀硫酸,若无明显现象,说明红色固体中不含有氧化亚铜,假设一成立.
故填:一.
若溶液变成蓝色,说明红色固体中含有氧化亚铜,仍有红色固体,不能说明红色固体中含有铜,因为氧化亚铜和稀硫酸反应也能够生成铜.
故填:不能.
(2)假设3克红色固体中只含有氧化亚铜,设氧化亚铜和稀硫酸反应生成铜的质量为X,
Cu2O+H2SO4═CuSO4+Cu+H2O
144              64
3g               X
=
X=1.3g,
由计算可知,假设不成立,所以原红色固体中含有铜和氧化亚铜.
故填:Cu和Cu2O.
分析:根据实验现象可以判断物质的组成情况;
通过计算可以判断原红色固体中含有什么物质.
点评:计算时,可以假设3克红色固体是氧化亚铜,计算生成铜的质量,再和烘干后的滤渣质量为1.4克相比较,便可得出正确的结论.
练习册系列答案
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一碳化学是以分子中只含一个碳原子的化合物(如CO、CH4等)为原料来合成一系列化工原料和燃料的化学.
(1)工业上用天然气和水蒸气在高温条件下发生反应,得到CO和H2,该反应的化学方程式为
CH4+H2O
 高温 
.
 
CO+3H2
CH4+H2O
 高温 
.
 
CO+3H2
,得到的CO和H2的混合气被称为合成气,合成气在工业上可用于合成一系列化工原料和新型燃料,还可用于冶炼某些金属.
(2)某他学兴趣小组的同学在实验室模拟了合成气的制备,并设计实验验证合成气的还原性.
I.用甲烷和水蒸气在高温条件下反应得到合成气.根据 (1)中所写的化学方程式.合成气中CO和H2的质量比为
14:3
14:3

Ⅱ.用合成气还原足量氧化铜.实验装置如图所示:

[设计实验步骤]
①连接好装置并检查气密性.
②装入药品,通人一段时间合成气.
③分别称量装置D、E的质量.
④缓缓通入合成气,加热装置C,使其充分反应.
⑤停止加热,继续通入合成气至恢复到室温.
⑥再次分别称量装置D、E的质量.
[完善实验设计]经过讨论同学们认为,装置E后还应添加一个酒精灯,并在实验步骤
(填实验步骤的序号)中点燃(点燃前应对气体验纯).
[进行实验]该小组的同学按上述步骤进行实验,并记录了实验现象和数据:
①装置C中出现
色物质.
②称量数据如左表所示.
装置D的质量 装置E的质量
反应前 292.4g 198.2g
反应后 296.0g 201.5g
[现象分析和数据处理]
①甲同学根据装置C中的现象,认为是合成气中的CO和H2还原了CuO.
②乙同学通过对上表数据的分析,推测除了CO和H2以外,制得的合成气中可能还有未反应的CH4,且CH4也还原了CuO.试通过计算说明他的推测依据.
该实验生成物中碳、氢元素的质量比与一氧化碳和氢气还原氧化铜后碳、氢元素的质量比不符
该实验生成物中碳、氢元素的质量比与一氧化碳和氢气还原氧化铜后碳、氢元素的质量比不符

[拓展探究]该小组同学对于CH4是否真的能够还原氧化铜提出了质疑并进行探究.
查阅资料:甲烷具有还原性,可以还原氧化铜,生成CO2和H2O;白色的无水硫酸铜遇水会变成蓝色.
实验设计:该小组同学拟用纯净的甲烷气体和如下装置进行实验.

①图中装置F中盛放的试剂名称是
澄清的石灰水
澄清的石灰水

②图中装置的正确连接顺序是
HGFI
HGFI
(填字母,且每套装置限用一次).

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