Question

定性和定量结合既是化学的重要思想，也是研究物质组成的重要方法。某研究性学习小组为检测实验室用H2还原CuO所得红色固体Cu中是否含有Cu2O（红色），进行了认真的研究。请你一起踏上探究之路，回答下列问题。

【查阅资料】①无水CuSO4遇水变蓝 ②高温灼烧CuO生成Cu2O和O2 ③Cu2O与稀H2SO4反应：Cu2O+H2SO4=Cu+CuSO4+H2O

【设计实验方案】

方案1 取该红色固体加入适量稀H2SO4，实验现象为 ，结论为红色固体中含有Cu2O．

方案2 装置如图所示，拟通过干燥管中CuSO4变蓝来判断红色固体是否含有Cu2O．

（1）为确保探究的科学、合理、安全．实验中还应采取的措施有 ；（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在盛有CuSO4的干燥管后再连接一个装有浓H2SO4的洗气瓶

（2）由方案2实验后得出结论：红色固体中含有Cu2O．写出红色固体Cu2O与H2反应的化学方程

式

方案3 称得干燥坩埚（常用于固体加热的容器）的质量为ag，取红色固体置于坩埚中称得总质量为bg，在空气中高温灼烧至质量恒定，称得最后坩埚与固体总质量为cg．

（1）该实验方案最少得进行 次称量；

（2）若确认红色固体中含有Cu2O，则c与a，b应符合的数学关系式为 ．

 

Answer 1

方案1：溶液变为蓝色 方案2：（1）??? （2）H2+Cu2O高温2Cu+H2O方案3：（1）4（2）cく（9b-a）/8

【解析】

试题分析：方案1 氧化亚铜和硫酸反应生成硫酸铜，硫酸铜溶液呈蓝色，所以取该红色固体加入适量稀H2SO4，实验现象为溶液变为蓝色，结论为红色固体中含有Cu2O；

方案2

（1）根据硫酸铜是否变蓝判断是否含有氧化亚铜时，要注意水的干扰因素，所以制取的氢气要干燥，可以在氢气发生器与硬质玻璃管之间加一个干燥装置，并且要将空气中的水的干扰排除，可以在盛有硫酸铜的干燥管后再连接一个装有碱石灰的干燥管，实验前要将装置中的空气排净，防止干扰；故答案为：①②③；

（2）氢气和氧化亚铜在加热条件下生成铜和水，反应的化学方程式为H2+Cu2O2Cu+H2O；

方案3 

（1）根据在空气中高温灼烧至质量恒定，这一步骤至少需称量2次，加上前面的2次称量，故该实验方案最少得进行4次称量进行解答．

（2）根据铜元素守恒，则2Cu～Cu2O   

                     128   144     

                      b-a   c-a

128/b-a=144/c-a

解得c=9b-a/8，故若红色粉末中含有Cu2O，则a、b与c的应符合的数学关系式为c＜9b-a/8

考点：定性和定量探究实验