Question

19．定性和定量结合既是化学的重要思想，也是研究物质组成的重要方法．某研究性学习小组为检测实验室用H₂还原CuO所得红色固体Cu中是否含有Cu₂O（红色），进行了认真的探究．请你一起踏上探究之路，回答下列问题．
【查阅资料】
①无水CuSO₄遇水变蓝；
②高温灼烧CuO生成Cu₂O和O₂；
③Cu₂O与稀H₂SO₄反应：Cu₂O+H₂SO₄═Cu+CuSO₄+H₂O，横线上的化学式为CuSO₄．
【设计实验方案】
方案1：取该红色固体加入适量稀H₂SO₄，实验现象为溶液变为蓝色，结论为红色固体中含有Cu₂O．
方案2：装置如图所示，拟通过干燥管中CuSO₄变蓝来判断红色固体是否含有Cu₂O．

（1）为确保探究的科学、合理、安全，实验中还应采取的措施：
①加热前先排尽装置中的空气；
②在氢气发生器与硬质玻璃管之间加一个干燥装置；
③在盛有CuSO₄的干燥管后再连接一个装有碱石灰的干燥管．
（2）由方案2实验后得出结论：红色固体中含有Cu₂O．写出红色固体Cu₂O与H₂反应的化学方程式：H₂+Cu₂O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2Cu+H₂O．

Answer 1

分析 【查阅资料】根据质量守恒定律分析横线上的化学式；
【设计实验方案】
方案1 根据氧化亚铜和硫酸反应生成硫酸铜，硫酸铜溶液呈蓝色进行解答；
方案2
（1）根据水的存在会对实验结果造成影响来回答判断；
（2）根据氢气和氧化亚铜在加热条件下生成铜和水进行解答；

解答 解：【查阅资料】③由质量守恒定律反应前后原子的种类及数目不变可知，横线上的化学式是：CuSO₄；
【设计实验方案】
方案1 氧化亚铜和硫酸反应生成硫酸铜，硫酸铜溶液呈蓝色，所以取该红色固体加入适量稀H₂SO₄，实验现象为溶液变为蓝色，结论为红色固体中含有Cu₂O；
方案2
（1）根据硫酸铜是否变蓝判断是否含有氧化亚铜时，要注意水的干扰因素，所以制取的氢气要干燥，可以在氢气发生器与硬质玻璃管之间加一个干燥装置，并且要将空气中的水的干扰排除，可以在盛有硫酸铜的干燥管后再连接一个装有碱石灰的干燥管，实验前要将装置中的空气排净，防止干扰；
（2）氢气和氧化亚铜在加热条件下生成铜和水，反应的化学方程式为：H₂+Cu₂O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2Cu+H₂O．
故答为：【查阅资料】③CuSO₄；
【设计实验方案】方案1：溶液变为蓝色；
方案2：（1）②干燥装置；③装有碱石灰的干燥管；（2）H₂+Cu₂O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2Cu+H₂O．

点评 本题是一道性质实验方案的设计考题，注意知识的迁移和应用是解题的关键，难度不大．