Question

10．已知木炭还原氧气铜实验中会发生如下反应：C+2CuO$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Cu+CO₂↑．
某化学兴趣小组做该实验时所得产物是暗红色固体，没有观察到紫红色固体，于是他们对反应产物（假设反应物已完全反应）作如下实验探究：
信息提示：1氧化亚铜（Cu₂O）为砖红色固体；
2Cu₂O+H₂SO₄═CuSO₄+Cu+H₂O；
3碱石灰为氧化钙和氢氧化钠的混合物
[实验一]探究反应产物的成分
兴趣小组的同学讨论交流后，认为暗红色固体除了有铜外，还可能含有Cu₂O（其中Cu的化合价是+1）．为此，他们设计了以下实验：取少量暗红色固体于试管中，加入少量稀硫酸，振荡，如果观察到溶液由无色变为蓝色，说明暗红色固体中含有Cu₂O．
[实验二]测定产物中Cu₂O的含量
原理：Cu₂O+H₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2Cu+H₂O，称取一定质量的固体产物，用下图装置进行实验（固定装置略去），通过测定反应前后装置d的质量达到实验目的．

（1）装置a中用稀硫酸而不用稀盐酸，原因是盐酸易挥发，挥发出的氯化氢能被碱石灰吸收，影响测定结果；写出装置a中反应的化学方程式：Zn+H₂SO₄═ZnSO₄+H₂↑．
（2）点燃酒精灯前，要先打开弹簧夹K₁，关闭弹簧夹K₂，对装置c通一会儿氢气，目的是：把装置中的空气排出去，以免加热时发生爆炸．
（3）装置b的作用是干燥氢气；装置d的质量在反应前后会发生改变，是因为它吸收了反应生成的水．
（4）反应前后，测得装置d的质量如表：

	反应前	反应后
装置d（含药品）的质量/g	100.00	100.18

根据测得数据可行：产物中Cu₂O的质量为1.44g．
（5）如果没有接上装置e，则实验得出结果将偏大（选填“偏大”、“偏小”或“不变”）．

Answer 1

分析 [实验一]根据化合物中元素的化合价为0解答；根据如果暗红色固体中含有Cu₂O，加入稀硫酸时，Cu₂O和稀硫酸反应生成硫酸铜，硫酸铜溶液是蓝色的；[实验二]
（1）盐酸易挥发，容易挥发出氯化氢气体；
（2）根据可燃性气体点燃时易发生爆炸解答；
（3）根据浓硫酸具有吸水性解答；水蒸气和二氧化碳，能够被碱石灰吸收；
（4）根据反应前后装置d的质量差为水的质量，求出Cu₂O的质量；
（5）根据d中的碱石灰能够吸收空气中的水和二氧化碳解答．

解答 解：[实验一]设Cu₂O中Cu的化合价是x
2x+（-2）=0
x=+1；
取少量暗红色固体，加入稀硫酸，如果观察到固体部分溶解，溶液由无色变成蓝色，说明暗红色固体含有Cu₂O．
[实验二]
（1）装置a中用稀硫酸而不用稀盐酸，原因是盐酸易挥发，挥发出的氯化氢能被碱石灰吸收，影响测定结果．锌与硫酸反应生成硫酸锌和氢气，反应的化学方程式：Zn+H₂SO₄═ZnSO₄+H₂↑；
（2）点燃酒精灯前，要先打开弹簧夹K₁，关闭弹簧夹K₂，对装置c通一会儿氢气，目的是：把装置中的空气排出去，以免加热时发生爆炸；
（3）装置b的作用是干燥氢气；装置d的质量在反应前后会发生改变，是因为它吸收了反应生成的水；
（4）反应前后装置d的质量差为水的质量=110.18g-100g=0.18g．
设产物中Cu₂O的质量为y
Cu₂O+H₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2Cu+H₂O
144            18
y              0.18g
$\frac{144}{y}=\frac{18}{0.18g}$
y=1.44g
（5）若不加装置e，实验结果会偏高，原因是d中的碱石灰能够吸收空气中的水和二氧化碳，从而使测定的水的质量偏高，会导致计算的Cu₂O的质量偏高，从而导致实验结果会偏高．
答案：
实验一：+1；　无；蓝；
实验二：
（1）盐酸易挥发，挥发出的氯化氢能被碱石灰吸收，影响测定结果；Zn+H₂SO₄═ZnSO₄+H₂↑；
（2）把装置中的空气排出去，以免加热时发生爆炸；
（3）干燥氢气；水；
（4）1.44g；
（5）偏大

点评 合理设计实验，科学地进行实验、分析实验，是得出正确实验结论的前提，因此要学会设计实验、进行实验、分析实验，为学好化学知识奠定基础．