Question

单质铜及其化合物一般都具有特殊的颜色，如

Cu	Cu2O	CuO	Cu（OH）2	CuSO4·5H2O
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

 

Answer 1

（1）3Cu2O＋14HNO3=6Cu（NO3）2＋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

【解析】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。