Question

某研究性学习小组采用温和水溶液法，以CuCl₂·2H₂O和H₂C₂O₄·2H₂O为原料合成新颖结构的草酸铜晶体。为进一步探究草酸铜晶体的性质，现将草酸铜晶体在一定条件下加热分解，对所得气体产物和红色固体产物进行实验和研究。

Ⅰ、用以下装置检验气体产物的成分。

（1）C装置的作用是检验          ，D装置的作用是检验           。(用化学式回答)
（2）用PdCl₂溶液检验CO时发生反应的化学方程式为______________________________；
（3）D、E两装置位置能否互换？为什么？_____________________________________。
（4）若需测定气体产物的含量，则A装置能很好地降低实验误差，在实验中，至少有____次使用到A装置，分别起什么作用？_____________________________。
Ⅱ、对固体产物的成分进行探究
①提出合理假设：
假设1：红色固体为Cu ；
假设2：红色固体为Cu₂O ；
假设3：              。
②设计实验方案证明你的假设(不要在答题卡上作答)
③实验过程
根据②中方案进行实验在答题卡上按下表的格式写出实验步骤、预期现象与结论。

实验步骤	预期现象与结论
步骤1：
步骤2：
……

 

Answer 1

Ⅰ、（1）H₂O(1分)、CO₂ (1分)
（2） PdCl₂  +  CO  +  H₂O  =  Pd↓ +  CO₂  +  2HCl (方程式书写完整2分)
（3）不能，若互换则E装置中可能产生的CO₂对D装置中CO₂的检验造成干扰。(其他合理答案也可，2分)
（4）2   (1分)
加热晶体前，通氮气可除去装置中的空气；加热晶体后，通氮气可把分解产生的气体产物全部赶出来。(其他合理答案也可，2分)
Ⅱ、①假设3：红色固体为Cu₂O和Cu的混合物。(1分)
③实验过程(每空1分，先检验Cu₂O、后检验Cu亦可)

实验步骤	预期现象与结论
步骤1：取适量固体产物于试管中，加入足量浓氨水，充分振荡使其溶解	若固体产物全部溶解，则假设2成立；若固体产物未全部溶解，则假设1或假设3成立，接着进行下一步实验。
步骤2：另取适量固体产物于试管中，向其中加入适量稀硫酸溶液，充分振荡	若溶液变蓝色，结合步骤1，则假设3成立； 若溶液未变蓝色，结合步骤1，则假设1成立。

 

试题分析：Ⅰ、（1）无水硫酸铜遇水变蓝，可用量检验H₂O的存在；CO₂通入石灰水变浑浊，可用石灰水检验CO₂。
（2）根据资料卡片：CO能与PdCl₂溶液反应生成黑色的钯粉，可知PdCl₂把CO氧化为CO₂，配平可得方程式：PdCl₂  +  CO  +  H₂O  =  Pd↓ +  CO₂  +  2HCl
（3）不能互换D、E两装置位置，如果颠倒顺序后，E装置产生CO₂，会对D对CO₂的检验产生干扰。
（4）2次用到A装置，第一次：加热晶体前，通氮气可除去装置中的空气；第二次：加热晶体后，通氮气可把分解产生的气体产物全部赶出来。
Ⅱ、①假设3为假设1和假设2的综合：红色固体为Cu₂O和Cu的混合物。
③根据题目所给资料卡片：Cu₂O能溶于浓氨水形成络合物，设计步骤1：取适量固体产物于试管中，加入足量浓氨水，充分振荡使其溶解。若固体产物全部溶解，说明只含Cu₂O，则假设2成立；若固体产物未全部溶解，则假设1或假设3成立，接着进行下一步实验。根据Cu₂O与H₂SO₄发生歧化反应，生成CuSO₄和Cu，设计步骤2：另取适量固体产物于试管中，向其中加入适量稀硫酸溶液，充分振荡；则若溶液变蓝色，结合步骤1，则假设3成立；若溶液未变蓝色，结合步骤1，则假设1成立。