题目内容
【题目】小茗同学利用硫酸铜溶液进行趣味实验,他将浸泡了硫酸铜溶液的滤纸在酒精灯火焰上点燃,观察到滤纸颜色由蓝变白,由湿变干后滤纸燃烧,燃烧时,有黑烟产生,燃烧后的灰烬中出现了红色固体,他很好奇,进行了相关探究,请填写有关空白。
(提出问题)
红色固体是什么物质?它是如何产生的?
(查阅资料)
(1)温度达200℃时,白色 CuSO4固体开始分解生成CuO和另一种氧化物,此反应前后各元素化合价保持不变,请写出另一种氧化物的化学式________。
(2)温度超过1000℃时,CuO分解生成Cu2O,Cu2O呈红色,可与稀硫酸反应,化学方程式为:![]()
(作出猜想)
红色固体成分:①可能是Cu ②可能是Cu2O ③还可能是___________的混合物。
(实验及现象)
取少量红色固体于试管中,加入足量稀硫酸,反应结束后固体不溶解,溶液仍为无色。
(实验结论)
红色固体为_____________,这说明滤纸燃烧时的温度低于__________℃。
(分析推理)
滤纸主要是由碳、氢、氧三种元素组成的,结合上述滤纸燃烧时的现象以及查阅资料的相关内容,分析产生红色固体的原因可能是______________________________(用化学方程式表示)。
(交流讨论)
(1)将浸有硫酸铜溶液的滤纸放在酒精灯火焰上点燃,刚开始不能燃烧,是因为__________________。
(拓展延伸)
小茗同学突然想到:做了氢气还原氧化铜的实验后,试管内壁上粘有紫红色铜,请问在实验室条件下如何洗净该试管?简述操作过程______________________________________。
【答案】SO3 Cu2O和Cu Cu 1000
温度较低,没有达到着火点 先在空气中加热试管内壁的铜,使铜转化为氧化铜,再用盐酸清洗
【解析】
查阅资料:(1)温度达200℃时,白色 CuSO4固体开始分解生成CuO和另一种氧化物,根据质量守恒定律,另一种氧化物中含有硫元素和氧元素,又因为此反应前后各元素化合价保持不变,CuSO4中S为+6价,所以该氧化物中S也是+6价,即SO3;
作出猜想:温度超过1000℃时,CuO分解生成Cu2O,Cu2O呈红色,铜也是红色的,所以猜想红色固体的成分可能是铜,可能是氧化亚铜,也可能是铜和氧化亚铜的混合物;
实验结论:取少量红色固体于试管中,加入足量稀硫酸,反应结束后固体不溶解,溶液仍为无色,说明稀硫酸和红色固体没有反应,所以红色固体中不含氧化亚铜,只有铜;因为温度超过1000℃时,CuO才分解生成Cu2O,没有Cu2O生成,说明滤纸燃烧时的温度低于1000℃;
分析推理:滤纸主要是由碳、氢、氧三种元素组成的,在燃烧过程中可能产生碳,碳与分解产生的氧化铜反应生成红色固体铜和二氧化碳,该反应的化学方程式为:
;
交流讨论:(1)将浸有硫酸铜溶液的滤纸放在酒精灯火焰上点燃,刚开始不能燃烧,是因为温度较低,没有达到着火点;
拓展延伸:试管内壁上粘有紫红色铜,铜不能和盐酸反应,所以不能直接用盐酸清洗,但氧化铜可以和盐酸反应,所以可以先在空气中加热试管内壁的铜,使铜转化为氧化铜,再用盐酸清洗。