题目内容
某化学课外兴趣小组探究氢气还原氧化铜的反应,有如下实验装置:(1)上述A装置可用于实验室制取氢气和二氧化碳,请分别写出实验室制取氢气和二氧化碳
的化学方程式______;______;
上述可用于收集二氧化碳装置是______(用装置字母序号填空).
(2)请你参与探究氢气还原氧化铜得到的红色固体的成分,完成下列各题:
已知信息:Ⅰ.氢气还原氧化铜除生成铜外还可能生成氧化亚铜(Cu2O);Ⅱ.Cu和Cu2O均为不溶于水的红色固体;Ⅲ.Cu2O+H2SO4=CuSO4+Cu+H2O
提出问题:红色固体含有什么物质?
①猜想假设:
假设一:红色固体只含Cu;假设二:红色固体只含Cu2O;
假设三:______(请补充完成假设三).
②实验探究:(填写表中空格)
实验操作 | 实验现象 | 实验结论 |
a.取少量红色固体加入到足量硫酸溶液中 | 无明显现象 | 假设______成立 |
b.取少量红色固体加入到足量硫酸溶液中 | ______ | 假设二和假设三均成立 |
④交流与反思:只要假设合理,实验方法正确,根据实验现象和数据就能得出结论.
【答案】分析:(1)熟记实验室制取氢气和二氧化碳的化学反应式;根据二氧化碳的密度和溶水性选择收集装置;
(2)①红色固体的成分除一、二两种假设外,还应有二者的混合物这一假设;
②根据所设计的实验:向红色固体中加入足量稀硫酸,由于铜不能与稀硫酸发生反应,而Cu2O能与稀硫酸反应生成铜和硫酸铜,反应后溶液呈蓝色说明固体中含有Cu2O;若无现象,则固体中只含有铜;
③假设7.2g红色固体全部是Cu2O计算铜的质量,看是否等于3.2g;或假设所得3.2g全部是铜计算Cu2O的质量,看是否等于7.2g,据此判断红色固体的组成成分.
解答:解:(1)实验室用锌与稀硫酸反应制取氢气的化学反应式是:Zn+H2SO4═ZnSO4+H2↑;用石灰石与稀盐酸反应制取二氧化碳的化学反应式是:CaCO3+2HCl═CaCl2+H2O+CO2↑;二氧化碳的密度大于空气的密度,并且易溶于水,所以可用C向上排空气法收集.
故答案为:Zn+H2SO4═ZnSO4+H2↑;CaCO3+2HCl═CaCl2+H2O+CO2↑;C;
(2)①氢气还原氧化铜有可能生成铜或氧化亚铜,因此可猜想反应后生成物为:铜或氧化亚铜或铜与氧化亚铜的混合物;
故答案为:Cu2O和Cu的混合物;
②稀硫酸不能与铜发生反应,而氧化亚铜可与稀硫酸反应生成铜、硫酸铜和水;因此,当无现象时,说明固体中只含有铜;而溶液变成蓝色时,说明红色固体中含有氧化亚铜;氧化亚铜与稀硫酸反应生成的铜,使溶液中出现的红色铜,不能确定原红色粉末中是否一定含有铜;
故答案为:
③要得到剩余的红色固体,先进行过滤实验,在通过洗涤、干燥.
若假设二成立,红色固体只含Cu2O,所有的Cu2O都与稀硫酸反应,我们可用据此计算出剩余固体m的质量,即此时假设二成立.
假设Wg红色固体全部是Cu2O,反应后生成铜的质量为m
Cu2O+H2SO4═Cu+CuSO4+H2O
144 64
W m
=
m=
若m>说明红色固体中原本就含有铜,所以假设三成立.
故答案为:过滤;=;>.
点评:在研究物质组成时,通过定性的探究实验不能确定某组成成分时,可通过定量研究加以判断;定量研究时,质量守恒思想是进行推断的根本依据.
(2)①红色固体的成分除一、二两种假设外,还应有二者的混合物这一假设;
②根据所设计的实验:向红色固体中加入足量稀硫酸,由于铜不能与稀硫酸发生反应,而Cu2O能与稀硫酸反应生成铜和硫酸铜,反应后溶液呈蓝色说明固体中含有Cu2O;若无现象,则固体中只含有铜;
③假设7.2g红色固体全部是Cu2O计算铜的质量,看是否等于3.2g;或假设所得3.2g全部是铜计算Cu2O的质量,看是否等于7.2g,据此判断红色固体的组成成分.
解答:解:(1)实验室用锌与稀硫酸反应制取氢气的化学反应式是:Zn+H2SO4═ZnSO4+H2↑;用石灰石与稀盐酸反应制取二氧化碳的化学反应式是:CaCO3+2HCl═CaCl2+H2O+CO2↑;二氧化碳的密度大于空气的密度,并且易溶于水,所以可用C向上排空气法收集.
故答案为:Zn+H2SO4═ZnSO4+H2↑;CaCO3+2HCl═CaCl2+H2O+CO2↑;C;
(2)①氢气还原氧化铜有可能生成铜或氧化亚铜,因此可猜想反应后生成物为:铜或氧化亚铜或铜与氧化亚铜的混合物;
故答案为:Cu2O和Cu的混合物;
②稀硫酸不能与铜发生反应,而氧化亚铜可与稀硫酸反应生成铜、硫酸铜和水;因此,当无现象时,说明固体中只含有铜;而溶液变成蓝色时,说明红色固体中含有氧化亚铜;氧化亚铜与稀硫酸反应生成的铜,使溶液中出现的红色铜,不能确定原红色粉末中是否一定含有铜;
故答案为:
实验操作 | 实验现象 | 实验结论 |
一 | ||
固体部分溶解,溶液由无色变为蓝色 |
若假设二成立,红色固体只含Cu2O,所有的Cu2O都与稀硫酸反应,我们可用据此计算出剩余固体m的质量,即此时假设二成立.
假设Wg红色固体全部是Cu2O,反应后生成铜的质量为m
Cu2O+H2SO4═Cu+CuSO4+H2O
144 64
W m
=
m=
若m>说明红色固体中原本就含有铜,所以假设三成立.
故答案为:过滤;=;>.
点评:在研究物质组成时,通过定性的探究实验不能确定某组成成分时,可通过定量研究加以判断;定量研究时,质量守恒思想是进行推断的根本依据.
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