题目内容

某研究性学习小组设计并进行了如下实验．
（1）甲组同学用如图装置制取干燥纯净的二氧化碳．请回答下列问题：
①仪器X的名称是．实验前，关闭活塞，向X中加入水使X中液面高于试管中液面，一段时间后液面保持不变说明．
②为除去CO₂中的HCl气体，B装置中盛放饱和NaHCO₃溶液，请写出该反应的化学方程式．
③要得到干燥的CO₂，C装置中应盛放试剂．
④请说明装置B、C中试剂不能交换的原因：．
（2）乙组同学围绕CO还原CuO产生的红色固体是否一定是Cu进行如下探究：
【查阅资料】①Cu₂O粉末呈红色，在酸性溶液中，Cu₂O+H₂SO₄=Cu+CuSO₄+H₂O．
②在空气中高温灼烧时：Cu₂O稳定，而CuO将分解生成Cu₂O和O₂．
【提出猜想】猜想Ⅰ：红色固体是Cu；猜想Ⅱ：红色固体是Cu₂O；猜想Ⅲ：红色固体是．
【实验探究】
步骤Ⅰ：取一定质量的红色固体在空气中高温灼烧，直到质量不再发生改变，称量得到固体的质量增加．说明红色固体中含有，写出由Cu生成Cu₂O的化学方程式．
步骤Ⅱ：取一定质量的红色固体投入稀硫酸中，充分反应后溶液呈蓝色．根据以上现象，得到猜想正确．
【拓展延伸】通过称量红色固体（ag）及灼烧至质量不变时的质量（b g），可以判断红色固体的成分．则欲得到上述实验探究的结果，a、b之间应满足的关系为：128（b-a）/16a （选填“＞”、“＜”或“=”）．

解：（1）长颈漏斗方便加液体药品，关闭活塞，向X中加入水使X中液面高于试管中的液面，一段时间后液面保持不变说明A装置不漏气，在制取气体前必须先检查装置的气密性，否则由于漏气收集不到气体；气体通过B装置时发生反应的反应物是碳酸氢钠和盐酸，生成物是氯化钠、水和二氧化碳；由于浓硫酸具有吸水性，所以要得到干燥的CO₂，通过浓硫酸即可；若将气体干燥后再通过饱和NaHCO₃溶液，由于碳酸氢钠溶液中含有水，所以又有水蒸气带出了；故答案为：①长颈漏斗；A装置的气密性良好；②NaHCO₃+HCl=NaCl+CO₂↑+H₂O；③浓硫酸；④若将气体干燥后再通过饱和NaHCO₃溶液，则又会有水蒸气带出．
（2）【提出猜想】猜想有：红色固体可能是Cu，可能是Cu₂O，再有一种可能就是二者都有；故答案为：Cu₂O和Cu的混合物
【实验探究】红色固体在空气中高温灼烧，直到质量不再发生改变，称量得到固体的质量增加，说明红色固体中含有铜；反应物是铜和氧气，生成物是氧化亚铜，用观察法配平，反应条件是加热写在等号的上边；取一定质量的红色固体投入稀硫酸中，充分反应后溶液呈蓝色，根据以上现象，得到猜想三是正确的；故答案为：Cu；4Cu+O₂ $\text{[math]}$ 2Cu₂O；Ⅲ
【拓展延伸】设参加反应的铜的质量为x
4Cu+O₂ $\text{[math]}$ 2Cu₂O固体质量增加
256 288 32
x （b-a）g
$\text{[math]}$ x= $\text{[math]}$
因此只要满足： $\text{[math]}$ ＜a时，红色固体就是铜和氧化亚铜的混合物．
故答案为：＜
分析：（1）①根据仪器的名称和气密性检查方法考虑；②根据方程式的写法考虑；③根据浓硫酸的吸水性考虑；④根据调换后产生的后果考虑；（2）猜想Ⅰ：根据两种物质都有考虑；【实验探究】步骤Ⅰ：根据方程式的写法考虑；（1）根据铜、氧化亚铜高温煅烧后质量的该变量考虑；（2）根据方程式进行计算，有关的计算要准确．
点评：本考点考查的知识点比较多，本题容易出错的地方是氧化亚铜质量的求法，由于铜与硫酸不反应，氧化亚铜与硫酸反应，生成铜、硫酸铜、水；固体氧化亚铜通过反应生成铜，所以固体质量减少，有关的计算要准确．

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