题目内容

用氢气还原氧化铜的方法测定某氧化铜样品的纯度(杂质不与氢气反应),同学们设计了以下实验装置,准确称取15克干燥样品进行实验.

【查阅资料】①无水硫酸铜为白色固体,遇水变成蓝色.
②浓硫酸具有吸水性,可做干燥剂.
请根据资料回答:
(1)在实验中,乙装置的作用是
检验氢气中水分是否全部被吸收
检验氢气中水分是否全部被吸收

(2)准确称取完全反应前后装置丙和丁的质量如表:
 装置丙  装置丁
 反应前  48.8克  161.2克
 反应后  46.5克  163.9克
小丽想根据装置丁的质量变化进行计算,请帮小丽求出氧化铜样品的纯度(写出计算过程).
(3)小明根据装置丙的质量变化计算,发现小丽结果偏大.请分析导致这一结果的原因可能是
B
B

A.装置的气密性不好   B.空气中的水分被丁处浓硫酸吸收
C.通入的氢气量不足   D.氧化铜没有完全被还原.
分析:(1)根据所给资料中无水硫酸铜的性质并结合装置分析其作用;
(2)根据浓硫酸具有吸水性,增加的质量就是生成的水的质量,并结合方程式求出氧化铜的质量,进而求出其样品中的质量分数;
(3)根据实验装置,丁装置与大气相通,空气中含有水蒸气,浓硫酸具有吸水性进行分析解答.
解答:解:(1)根据资料可知:无水硫酸铜为白色固体,遇水变成蓝色,故可根据其颜色是否改变判断氢气中水分水分被吸收干净;
(2)根据浓硫酸质量的增加量就是生成的水的质量,所以生成水的质量为:163.9g-161.2g=2.7g,设要生成2.7g水需要参加反应的氧化铜的质量为X则:
H2+CuO
  △  
.
 
Cu+H2O
   80         18
   X         2.7g
80
X
=
18
2.7g

  X=12g
所以氧化铜的质量分数:
12g
15g
×100%=80%
答:氧化铜样品的纯度为80%.
(3)根据浓硫酸质量的增加量计算结果偏大,原因是浓硫酸与空气通着,吸收了空气中的水分.
故答案为:(1)检验氢气中水分是否全部被吸收;(2)80%;(3)B.
点评:本题容易出错的地方是对两种做法不同的原因分析,了解装置的特点及物质的作用是解答的关键,要考虑浓硫酸的吸水性,不仅吸收了生成的水,连空气中的水也吸收了.
练习册系列答案
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碱式碳酸铜是一种绿色的固体,受热分解成黑色固体物质、二氧化碳和水.这种黑色固体的成分是什么呢?亮亮与间学们进行以下探究:
[猜想]:该黑色固体可能氧化铜,也可能是氧化铜和炭的混合物.
[设计与实验]
实验步骤 实验现象 结论和化学方程式
亮亮同学取少量黑色固体,放入试管中,加入足量的稀硫酸,微热. 黑色固体完全消失,溶液变
色.
此黑色固体是氧化铜.该反应的化学方程式为
CuO+H2SO4═CuSO4+H2O
CuO+H2SO4═CuSO4+H2O
接着小明与同学们用氢气还原氧化铜制取铜.
(1)要制得纯净的氢气,小明应选用的药品是
D
D

A、铁和稀硫酸  B、锌和浓盐酸  C、镁和稀硫酸D、锌和稀硫酸
(2)实验开始时,应先通入一会儿
H2
H2
,然后再加热,这样操作的目的是
防止加热时发生爆炸
防止加热时发生爆炸

(3)实验结束后,小方同学对还原后的红色物质产生了兴趣,该红色物质一定是单质铜吗?
查阅有关资料获知:氢气与氧化铜在加热条件下能生成氧化亚铜(Cu2O),氧化亚铜也呈红色,且能与稀硫酸反应生成硫酸铜、铜和水.
为此,小方同学靠后做了两次实验,第一次称取4.0g氧化铜进行实验,得到了3.3g红色物质;第二次同样用4.0g氧化铜进行实验,得到了3.2g红色物质.
①小方通过对所得实验数据迸行计算分析后知t第二次实验得到的红色物质全部是铜,第一次得到的红色物质除铜外,还含有氧化亚铜.小方的分析依据是
4gCuO中含有的铜元素质量为3.2g,所以生成铜的质量为3.2g
4gCuO中含有的铜元素质量为3.2g,所以生成铜的质量为3.2g

②随后,他用化学实验方法验证了上述分析结果的正确性.其验证方法是(简要写出操作现象、结论)
分别取两种红色固体于试管中,加入稀硫酸.第一次试管中溶液变蓝,第二次试管中溶液不变蓝,则第一次的产物中含有氧化亚铜,第二次的是铜
分别取两种红色固体于试管中,加入稀硫酸.第一次试管中溶液变蓝,第二次试管中溶液不变蓝,则第一次的产物中含有氧化亚铜,第二次的是铜

③从上述实验中,小方获得以下结论:在氢气还原氧化铜实验中,若还原不充分,一会得到红色氧化亚铜,请写出氢气还原氧化铜生成氧化亚铜的化学方程式
2CuO+H2
 加热 
.
 
Cu2O+H2O
2CuO+H2
 加热 
.
 
Cu2O+H2O
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[设计与实验]
实验步骤实验现象结论和化学方程式
亮亮同学取少量黑色固体,放入试管中,加入足量的稀硫酸,微热.黑色固体完全消失,溶液变______色.此黑色固体是氧化铜.该反应的化学方程式为______
接着小明与同学们用氢气还原氧化铜制取铜.
(1)要制得纯净的氢气,小明应选用的药品是______
A、铁和稀硫酸  B、锌和浓盐酸  C、镁和稀硫酸D、锌和稀硫酸
(2)实验开始时,应先通入一会儿______,然后再加热,这样操作的目的是______
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为此,小方同学靠后做了两次实验,第一次称取4.0g氧化铜进行实验,得到了3.3g红色物质;第二次同样用4.0g氧化铜进行实验,得到了3.2g红色物质.
①小方通过对所得实验数据迸行计算分析后知t第二次实验得到的红色物质全部是铜,第一次得到的红色物质除铜外,还含有氧化亚铜.小方的分析依据是______.
②随后,他用化学实验方法验证了上述分析结果的正确性.其验证方法是(简要写出操作现象、结论)______
③从上述实验中,小方获得以下结论:在氢气还原氧化铜实验中,若还原不充分,一会得到红色氧化亚铜,请写出氢气还原氧化铜生成氧化亚铜的化学方程式______ Cu2O+H2O
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[猜想]:该黑色固体可能氧化铜,也可能是氧化铜和炭的混合物.
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A、铁和稀硫酸  B、锌和浓盐酸  C、镁和稀硫酸D、锌和稀硫酸
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③从上述实验中,小方获得以下结论:在氢气还原氧化铜实验中,若还原不充分,一会得到红色氧化亚铜,请写出氢气还原氧化铜生成氧化亚铜的化学方程式______ Cu2O+H2O

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