题目内容

10．氧化亚铜是大型水面舰艇防护涂层的重要原料，在酸性溶液中易发生歧化反应．某小组通过查阅资料，进行如下研究．
I．实验室可以用新制的氢氧化铜悬浊液和葡萄糖加热制取Cu2O．
（1）实验室用此方法制取并获得少量Cu2O固体，需要的玻璃仪器除试管、酒精灯、烧杯
外，还需要漏斗、玻璃棒．
II．检验样品中是否含有CuO
方案1：将制得的Cu2O样品与足量稀硫酸反应．
（1）甲同学认为若溶液变为蓝色，则说明样品中含有CuO杂质．乙同学认为此推论不合理，用化学用语解释原因Cu2O+H2SO4=CuSO4+Cu+H2O．
（2）甲同学通过反思，认为将上述定性检验改为定量测定便能确定样品中是否含有CuO杂质，应测量的数据是Cu2O样品的质量、反应后剩余固体（Cu）的质量．
方案2：丙同学认为选用用如下装置（所加药品均足量）进行定量实验，从而确定样品中是否含有氧化铜．

ⅡⅡ（3）装置的连接顺序为cabfgdeh，实验开始前需排进装置中空气，排空气过程中旋塞K1、K2应如何调节打开K1，关闭K2，装置干燥管中碱石灰的作用是防止空气中的水进入U形管．
（4）若固体质量为8.00g，充分反应后U型管增重1.08g，硬质玻璃管中最终只有红色固体剩余，试计算原固体中氧化亚铜的质量分数为0.90（结果保留小数点后两位）．
（5）组装后的上述装置存在一定缺陷，改进措施为在装置最后加一个酒精灯，点燃尾气．

分析 Ⅰ．（1）葡萄糖与新制氢氧化铜反应需要加热，生成氧化亚铜沉淀，需要经过过滤操作进行分离；
Ⅱ．检验样品中是否含有CuO，用样品与酸反应生成铜离子，不能判断是否有氧化铜，因为氧化亚铜也能与酸反应生成铜离子，可以通过定量的方法判断，即测定固体样品的总质量和样品中所含氧元素的质量，可以通过列方程组的方法计算出样品中量否含有氧化铜，
方案1：（1）氧化亚铜也和硫酸发生氧化还原反应生成硫酸铜，溶液显蓝色，同时生成Cu单质；
（2）将定性检验改为定量测定便能确定样品中是否含有CuO杂质，应测量的数据是氧化亚铜样品质量和反应生成铜的质量，通过化学方程式计算分析；
方案2：（3）根据实验装置图可知，实验中用锌和稀硫酸反应产生氢气，用浓硫酸干燥氢气，干燥后的氢气与铜的氧化物反应置换出Cu，生成的水用U形管中碱石灰吸收，用球形干燥器中的碱石灰防止空气中的水进入U形管，影响水质量测定，据此答题；
（4）利用元素守恒，根据水的质量确定固体中氧元素的质，列方程组可计算出固体的组成，进而确定质分数；
（5）氢气是可燃性气体，不能直接排放到空气中，要用酒精灯点燃．

解答 解：Ⅰ．（1）葡萄糖与新制氢氧化铜反应需要加热，故所需玻璃仪器为试管、酒精灯，分离生成的氧化亚铜沉淀，需要进行过滤操作，所需玻璃仪器为漏斗、玻璃棒、烧杯，
故答案为：漏斗、玻璃棒；
Ⅱ．检验样品中是否含有CuO，用样品与酸反应生成铜离子，不能判断是否有氧化铜，因为氧化亚铜也能与酸反应生成铜离子，可以通过定量的方法判断，即测定固体样品的总质量和样品中所含氧元素的质量，可以通过列方程组的方法计算出样品中量否含有氧化铜，
方案1：（1）氧化亚铜也和硫酸发生氧化还原反应生成硫酸铜，溶液显蓝色，同时生成Cu单质，反应的化学方程式为：Cu2O+H2SO4=CuSO4+Cu+H2O，
故答案为：Cu2O+H2SO4=CuSO4+Cu+H2O；
（2）将定性检验改为定量测定便能确定样品中是否含有CuO杂质，应测量的数据是Cu2O样品的质量、反应后剩余固体（Cu）的质量；
故答案为：Cu2O样品的质量、反应后剩余固体（Cu）的质量；
方案2：（3）根据实验装置图可知，实验中用锌和稀硫酸反应产生氢气，用浓硫酸干燥氢气，干燥后的氢气与铜的氧化物反应置换出Cu，生成的水用U形管中碱石灰吸收，用球形干燥器中的碱石灰防止空气中的水进入U形管，影响水质量测定，所以装置的连接顺序为cabfgdeh，实验开始前需排进装置中空气，排空气过程中旋塞K1、K2应打开K1，关闭K2，
故答案为：cabfgdeh；打开K1，关闭K2；防止空气中的水进入U形管；
（4）若固体质量为8.00g，充分反应后U型管增重1.08g，即水的质量为1.08g，则固体中氧元素的物质的量为0.06mol，设原固体中氧化亚铜的物质的量为xmol，氧化铜的物质的量为ymol，则$\left\{\begin{array}{l}{x+y=0.06}\\{144x+80y=8.0}\end{array}\right.$，解得x=0.05，y=0.01，所以质量分数为 $\frac{0.05×144}{8.0}$=0.90，
故答案为：0.90；
（5）氢气是可燃性气体，不能直接排放到空气中，要用酒精灯点燃，所以改进措施为在装置最后加一个酒精灯，点燃尾气，
故答案为：在装置最后加一个酒精灯，点燃尾气．

点评 本题考查实验制备方案，是对学生综合能力的考查，侧重考查学生对原理、装置分析评价，难度中等．

练习册系列答案
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（3）该小组同学向5mL l mo1•L-1FeCl3溶液中通入足量的SO2，溶液最终呈浅绿色，写出其反应的离子方程式2Fe3++SO2+2H2O=2Fe2++SO42-+4H+．再打开分液漏斗活塞，逐滴加入煮沸冷却后的NaOH稀溶液，则试管B中产生的实验现象是先无现象，后生成白色絮状沉淀．
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A．AlCl3溶液中加入NaOH溶液B．AlCl3溶液中加入足量的氨水
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