Question

5．某化学兴趣小组用如图装置验证一氧化碳还原氧化铜，并探究其还原产物的组成．

（1）装置及反应原理探究
①B装置中浓硫酸的作用为干燥一氧化碳．
②说明CO能还原CuO的现象为C装置中黑色粉末变成红色，D装置中澄清石灰水变浑浊．
③上述整套装置中发生的化学反应，其中属于化合反应的化学方程式2CO+O₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2CO₂．（不考虑CO₂和H₂O的反应．）
（2）产物成分探究
[查阅资料]Ⅰ、一氧化碳还原氧化铜．除生成铜外还可能生成氧化亚铜（Cu₂O）
Ⅱ、Cu₂O为不溶于水的红色固体
Ⅲ、Cu₂O+H₂SO₄═Cu SO₄+Cu+H₂O
[提出问题]红色固体含有什么物质？
[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：红色固体含有Cu₂O和Cu．
[实验验证]该小组为验证上述假设，取少量红色固体，加到足量稀硫酸中，观察到溶液变为蓝色，红色固体部分溶解．
[实验结论]根据上述实验结果，可知红色固体中一定含有Cu₂O．
[数据处理]为进一步确定红色固体的成分，甲、乙两同学分别称取各自实验后的一定质量的红色固体，加到足量稀硫酸中使其充分反应，经过滤、洗涤、干燥后，称量剩余红色固体质量如表，请完善表中内容．

实验人员	红色固体（g）	剩余红色固体（g）	实验结论
甲	7.2	3.2	假设二成立
乙	4.08	2.48	假设三成立

[交流与反思]只要假设合理，方法正确，根据实验现象和数据就能得出结论．

Answer 1

分析 （1）①根据浓硫酸有吸水性进行分析；
②根据一氧化碳和氧化铜在加热的条件下生成铜和二氧化碳，二氧化碳和氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水进行分析；
③根据一氧化碳和氧气在点燃的条件下生成二氧化碳进行分析；
（2）【猜想假设】根据一氧化碳还原氧化铜．除生成铜外还可能生成氧化亚铜（Cu₂O）进行分析；
【实验结论】根据取少量红色固体，加到足量稀硫酸中，观察到溶液变为蓝色，红色固体部分溶解进行分析；
【数据处理】根据氧化亚铜和反应生成硫酸铜、铜和水，依据题中的数据进行计算．

解答 解：（1）①浓硫酸有吸水性，所以B装置中浓硫酸的作用为：干燥一氧化碳；
②一氧化碳和氧化铜在加热的条件下生成铜和二氧化碳，二氧化碳和氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水，所以说明CO能还原CuO的现象为：C装置中黑色粉末变成红色，D装置中澄清石灰水变浑浊；
③一氧化碳和氧气在点燃的条件下生成二氧化碳，化学方程式为：2CO+O₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2CO₂；
（2）【猜想假设】一氧化碳还原氧化铜．除生成铜外还可能生成氧化亚铜（Cu₂O），可能只有一种物质，也可能是假设三：红色固体含有Cu₂O和Cu；
【实验结论】取少量红色固体，加到足量稀硫酸中，观察到溶液变为蓝色，红色固体部分溶解，所以红色固体中一定含有Cu₂O；
【数据处理】
设参加反应的氧化亚铜质量为x
Cu₂O+H₂SO₄═CuSO₄+Cu+H₂O  固体减少
144                                              80
 x                                                 4g
   $\frac{144}{80}$=$\frac{x}{4g}$
x=7.2g
所以红色固体全部是氧化亚铜，假设二成立；
设参加反应的氧化亚铜质量为y
Cu₂O+H₂SO₄═CuSO₄+Cu+H₂O  固体减少
144                                              80
 y                                                1.6g
$\frac{144}{80}$=$\frac{y}{1.6g}$
y=2.88g
所以红色固体中含有氧化亚铜质量是2.88g、铜的质量是1.2g，假设三成立．
故答案为：（1）①干燥一氧化碳；
②C装置中黑色粉末变成红色，D装置中澄清石灰水变浑浊；
③2CO+O₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2CO₂；
（2）【猜想假设】红色固体含有Cu₂O和Cu；
【实验结论】Cu₂O；
【数据处理】假设二成立；假设三成立．

点评 在解此类题时，首先分析题中考查的问题，然后结合学过的知识和题中的提示进行解答．