Question

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：

⑴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                            ；                                   。

⑵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．Cu和Cu₂O均为不溶于水的红色固体；Ⅱ．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：红色固体只含有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

 

③数据处理：甲同学称取Wg红色固体加入到足量硫酸溶液中使其充分反应后，     （填操作名称）、洗涤、干燥，称量剩余红色固体质量为mg，通过计算，若m       （选填>、<或=），则假设二成立；若m       （选填>、<或=），则假设三成立。

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。

 

Answer 1

【答案】

⑴Zn+H₂SO₄=ZnSO₄+H₂↑；CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑

⑵①红色固体含有Cu和Cu₂O两种物质； ②一；溶液由无色变为蓝色  ③过滤；＝；>

【解析】

试题分析：（1）实验室常用锌粒与稀硫酸反应制取氢气，同时还生成硫酸锌，故反应的化学方程式为Zn+H₂SO₄=ZnSO₄+H₂↑；实验室常用石灰石或大理石与稀盐酸反应制取二氧化碳，同时还生成氯化钙和水，故反应的化学方程式为CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑。

（2）①根据题意，氢气还原氧化铜有可能生成铜或氧化亚铜，故可猜想反应后的生成物为：铜、或氧化亚铜、或铜与氧化亚铜的混合物。

②由于铜属于H后金属，故稀硫酸不能与铜发生反应；而根据资料可知，氧化亚铜能与稀硫酸反应生成铜、硫酸铜和水；因此，当取少量红色固体加入到足量硫酸溶液中，a若无现象时，说明固体中只含有铜；而b若溶液变成蓝色时，则说明红色固体中含有氧化亚铜，即假设二和假设三均成立。

③根据题意，要从溶液中得到不溶于液体的剩余的红色固体，需先进行过滤，然后再洗涤、干燥。

若假设二成立，则红色固体中只含Cu₂O，那么Wg红色固体（Cu₂O）都能与足量稀硫酸反应，据此，根据Cu₂O的质量Wg，可计算出剩余固体（Cu）m的质量。

解，假设Wg红色固体全部是Cu₂O，反应后生成铜的质量为m，则

Cu₂O+H₂SO₄=Cu+CuSO₄+H₂O

144       64

W        m

144：64=W：m

解得，m=

即当m=时，假设二成立。    

若m＞时，则说明红色固体中原本就含有铜，所以假设三成立。

考点：二氧化碳的实验室制法，氢气的实验室制法，实验探究物质的组成成分以及含量，酸的化学性质，书写化学方程式

点评：对于验证型实验探究，要熟记物质的性质或变化规律，根据给出的实验设计方案，进行实验、分析和探究，并通过观察、记录和分析的实验现象，来验证该物质的性质或变化规律等。