Question

9．研究性学习小组甲对教材实验结论“葡萄糖与新制氢氧化铜反应生成的红色沉淀是氧化亚铜（ Cu₂O），提出质疑，他们认为红色沉淀不一定全是氧化亚铜．为了确定红色沉淀的成分，开展了如下研究：
提出猜想：红色沉淀可能是①Cu₂O．②Cu₂O和 Cu
查阅资料：①氧化亚铜能与酸反应，得到+2价的铜盐和单质铜；
②在空气中灼烧氧化亚铜生成氧化铜；
研究性学习小组甲设计出三种方案来验证猜想
方案1：取该红色沉淀加入稀盐酸中，观察溶液是否变蓝；
方案2：取该红色沉淀溶于足量的稀硫酸中，观察是否有残渣；
方案3：称取红色沉淀a g，在空气中充分灼烧至完全变黑，并在干燥器里冷却，再称重，反复多次直到固体恒重，称得质量为b g，比较a，b关系；
（1）葡萄糖的化学式为C₆H₁₂O₆，属于有机物（填”有机物”或”无机物”），检验葡萄糖用的新制氢氧化铜由硫酸铜溶液与氢氧化钠溶液反应生成，反应的化学方程式为2NaOH+CuSO₄═Na₂SO₄+Cu（OH）₂↓
（2）根据查阅资料，写出氧化亚铜与稀硫酸的反应方程式Cu₂O+H₂SO₄═Cu+CuSO₄+H₂O
研究性学习小组甲设计出三种方案你认为合理的方案是方案3．
研究性学习小组乙设计新的探究方案探究红色沉淀成份，装置如图1所示．
已知 ①2NH₃+3Cu₂O═N₂+6Cu+3H₂O
②浓氨水与固体CaO接触，会逸出大量氨气，碱石灰是氧化钙和氢氧化钠的混合物可吸收水和二氧化碳方案如下（1）连好装置，检查装置气密性
（2）准确称取28.8克的红色沉淀于玻璃管中
（3）先A处反应，通一段时间氨气后称量D质量为108.3克，
（4）加热装置C
（5）待D中恒重为111.9克时，停止加热，继续通氨气直到装置C完全冷却．
（3）A处为用浓氨水与固体CaO接触，以产生稳定持续的氨气，则A处的发生装置应选图2的丙（填”甲”，”乙”或”丙”），
（4）B中碱石灰的作用是除去水蒸汽，加热前先通氨气的目的除了消除掉原来空气的二氧化碳和水蒸汽对实验结果影响，还具有一个作用为防止红色固体加热时被空气中氧气氧化．
停止加热，继续通氨气除了让生成的铜充分冷却，还有的一个作用为让生成的水蒸汽被完全吸收
（5）为防止未反应的氨气扩散到空气中，E处可以连接的装置为（液体均为稀硫酸，从下列选项中选择）bef

（6）红色沉淀的成份为氧化亚铜（通过计算说明共2分）
（7）有同学认为利用此实验装置还可以测定水中氢．氧元素的质量比，不过还需要测出一个数据，你认为要测出的数据为C  （从下列选项中选择），
A．实验所消耗的氨气质量    B．B中干燥管中增加的质量
C．完全反应后玻璃管中固体质量
（8）下列情况会使测定水中氢．氧元素的质量比偏小的有B（从下列选项中选择）
A．红色沉淀未完全反应         B．红色沉淀未完全干燥
C．实验中缺少B装置           D．实验结束后未等铜完全冷却就拆除装置．

Answer 1

分析 （1）根据葡萄糖的化学式的写法，有机物的概念，硫酸铜与氢氧化钠反应原理进行回答；
（2）根据氧化亚铜能与酸反应，得到+2价的铜盐和单质铜；在空气中灼烧氧化亚铜和铜均生成氧化铜进行回答；
（3）根据反应条件选择气体发生装置；
（4）根据碱石灰为氢氧化钠和氧化钙的混合物能吸收水分及反应发生前后通入氨气的作用分析作答；
（5）通过分析有利于气体吸收的方法措施进行解答；
（6）通过计算分析说明；
（7）根据氧化铜和氨气的反应可以知道，在反应前后氧化铜失去了氧，而氧化铜失去的氧和生成的水中的氧元素的质量相等，而D装置吸收了水分，所以实验前后增加的质量即为生成水的质量，而水是由氢氧两种元素组成的，所以结合氧元素的质量可以计算出氢元素的质量，进而计算出氢氧两种元素的质量比；
（8）根据红色沉淀未完全干燥，D管质量增大值偏高分析作答．

解答 解：（1）葡萄糖的化学式为C₆H₁₂O₆；属于有机物；检验葡萄糖用的新制氢氧化铜由硫酸铜溶液与氢氧化钠溶液反应生成，反应的化学方程式为：2NaOH+CuSO₄═Na₂SO₄+Cu（OH）₂↓；   
（2）根据查阅资料，写出氧化亚铜与稀硫酸的反应方程式为：Cu₂O+H₂SO₄═Cu+CuSO₄+H₂O；  取该红色沉淀加入稀盐酸中，①Cu₂O与②Cu₂O和 Cu均会使溶液变蓝，故方案1不合理；由于Cu₂O+H₂SO₄═Cu+CuSO₄+H₂O，取该红色沉淀溶于足量的稀硫酸中，观察到有残渣无法区分①Cu₂O与②Cu₂O，故方案2不合理；Cu₂O和 Cu在空气中充分灼烧均可完全变成黑色氧化铜，但增重比例不同，所以方案3：称取红色沉淀a g，在空气中充分灼烧至完全变黑，并在干燥器里冷却，再称重，反复多次直到固体恒重，称得质量为b g，比较a，b关系是合理的；故填：方案3；
（3）A处为用浓氨水与固体CaO接触，以产生稳定持续的氨气，属于固液反应无需加热型，则A处的发生装置应选图2的丙；
（4）碱石灰可以吸收水蒸汽；因为氨气是碱性气体，在本装置中，增加装有碱石灰的干燥管③，用来吸收氨气中的水蒸汽，减少对实验结果的影响；加热前先通氨气的目的除了消除掉原来空气的二氧化碳和水蒸汽对实验结果影响，还具有一个作用是作保护气，防止红色固体加热时被空气中氧气氧化；停止加热，继续通氨气除了让生成的铜充分冷却，还有的一个作用为让生成的水蒸汽被完全吸收；
（5）增大接触面积和接触时间仅有利于反应的发生，为防止未反应的氨气扩散到空气中，E处可以连接的装置为bef；
（6）反应中生成水的质量是：111.9g-108.3g=3.6g，
设参加反应的Cu₂O的质量为x，
2NH₃+3Cu₂O═N₂+6Cu+3H₂O
     432          54
      x            3.6g
$\frac{432}{54}$=$\frac{x}{3.6g}$
解得：x=28.8g
所以红色沉淀的成份为氧化亚铜；
（7）根据氧化铜和氨气的反应可以知道，在反应前后氧化铜失去了氧，而氧化铜失去的氧和生成的水中的氧元素的质量相等，所以还需要测出一个数据，你认为要测出的数据为完全反应后玻璃管中固体质量；故选C；
（8）红色沉淀未完全干燥，D管吸收水分质量增大值偏高，计算水中氢．氧元素的质量比时氧元素的比数就会偏高，会使测定水中氢．氧元素的质量比偏小，故选B．
故答案为：（1）C₆H₁₂O₆；有机物；2NaOH+CuSO₄═Na₂SO₄+Cu（OH）₂↓；
（2）Cu₂O+H₂SO₄═Cu+CuSO₄+H₂O；方案3；
（3）丙；
（4）除去水蒸汽；防止红色固体加热时被空气中氧气氧化；让生成的水蒸汽被完全吸收；
（5）bef；
（6）氧化亚铜；
（7）C；（8）B．

点评 同学们要具有综合的化学知识才能做好此题．