Question

14．实验室用H₂还原CuO得到红色固体Cu，但其中是否含有Cu₂O（红色），某研究性学习小组进行了认真的探究
【查阅资料】
①无水CuSO₄遇水变蓝；
②高温灼烧Cu首先会生成CuO，CuO继续生成Cu₂O和O₂；
③Cu₂O和空气中的成分在高温和常温下均不反应
④Cu₂O与稀H₂SO₄反应：Cu₂O+H₂SO₄═Cu+CuSO₄+H₂O
【设计实验方案】
方案1：将该红色固体加入稀H₂SO₄中，若现象为部分固体溶解，溶液由无色变成蓝色，则红色固体中含有Cu₂O．
方案2：装置如图所示，将红色固体装入硬质玻璃管，拟通过干燥管中CuSO₄变蓝来判断红色固体是否含有Cu₂O，为确保探究的科学、合理、安全，实验中还应采取的措施有①②④（填序号）
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在硬质玻璃管和无水硫酸铜干燥管之间加一个干燥装置；
④在盛有无水硫酸铜的干燥管后再连接一个装有浓硫酸的洗气瓶．
方案3：取一定质量为a克的干燥坩埚，将红色固体置于坩埚中称得总质量为b克，在空气中高温灼烧至质量恒定，称量最后坩埚与固体总质量为c克，若确认红色固体中含有Cu₂O，则c与a，b应符合的数字关系式为c+0.25a＜1.25b．

Answer 1

分析 氧化亚铜和稀硫酸反应生成硫酸铜、铜和水，硫酸铜溶液是蓝色溶液；
氢气是可燃性气体，和空气或氧气混合达到一定程度时遇明火会发生爆炸；
加热条件下，铜能和空气中的氧气反应生成氧化铜．

解答 解：方案1：
铜不能和稀硫酸反应，将该红色固体加入稀H₂SO₄中，若部分固体溶解，溶液由无色变成蓝色，则红色固体中含有Cu₂O．
故填：部分固体溶解，溶液由无色变成蓝色．
方案2：
①加热前先排尽装置中的空气，以免发生爆炸，从而确保安全；
②在氢气发生器与硬质玻璃管之间加一个干燥装置，以除去氢气中的水蒸气，以免影响对生成物水的检验；
③在硬质玻璃管和无水硫酸铜干燥管之间加一个干燥装置时，会影响对生成物水的检验；
④在盛有无水硫酸铜的干燥管后再连接一个装有浓硫酸的洗气瓶，以免空气中的水蒸气影响实验结果；
因此为确保探究的科学、合理、安全，实验中还应采取的措施有①②④．
故填：①②④．
方案3：
假设红色固体全部是铜，设反应生成氧化铜质量为x，
2Cu+O₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CuO，
128              160
（b-a）g        x
$\frac{128}{（b-a）g}$=$\frac{160}{x}$，
x=1.25（b-a）g，
若确认红色固体中含有Cu₂O，则（c-a）g＜1.25（b-a）g，即c与a，b应符合的数字关系式是c+0.25a＜1.25b，
故填：c+0.25a＜1.25b．

点评 本题主要考查学生运用假设法和化学方程式进行计算和推断的能力，计算时要注意规范性和准确性．