Question

CuO可用作颜料、玻璃磨光剂、有机合成催化剂等．以下是用铜粉氧化法生产CuO的流程图：

回答下列问题：
（1）写出溶解过程中的离子方程式

 

．
（2）1：1的H₂SO₄是用1体积98% H₂SO₄与1体积水混合而成．配制该硫酸溶液所需的玻璃仪器除玻璃棒外，还需要

 

．
（3）该工艺会产生一定量的酸性气体，该气体是

 

（写分子式），应加以回收处理．
（4）已知Cu₂O是一种碱性氧化物；在酸性溶液中，Cu⁺的稳定性比Cu²⁺差．（2Cu⁺

H+

Cu+Cu²⁺）
请你设计一个简单的实验检验焙烧后固体（假设只含铜的氧化物）中是否含有Cu₂O

 

．
（5）不考虑生产中的损耗，要计算铜粉中Cu的含量，需要测定的数据是

 

和

 

（用文字表示）．

Answer 1

考点：物质分离和提纯的方法和基本操作综合应用,离子方程式的书写,制备实验方案的设计

专题：实验设计题

分析：铜粉焙烧生成Cu₂O、CuO和有机物、水，Cu₂O被氧化生成CuO，CuO和稀硫酸反应生成CuSO₄，溶液中还存在硫酸，硫酸、CuSO₄和Fe发生置换反应生成FeSO₄，过滤得沉淀Cu，然后洗涤、焙烧、氧化得到CuO，
（1）CuO和稀硫酸反应生成硫酸铜和水；
（2）根据仪器的作用选取仪器；
（3）金属和浓硫酸反应生成二氧化硫；
（4）氧化亚铜和稀硫酸反应生成硫酸铜和铜单质，如果将固体加入稀硫酸中有红色物质生成，就说明含有氧化亚铜；
（5）根据铜原子守恒确定需要测定的数据．

解答： 解：铜粉焙烧生成Cu₂O、CuO和有机物、水，Cu₂O被氧化生成CuO，CuO和稀硫酸反应生成CuSO₄，溶液中还存在硫酸，硫酸、CuSO₄和Fe发生置换反应生成FeSO₄，过滤得沉淀Cu，然后洗涤、焙烧、氧化得到CuO，
（1）CuO和稀硫酸反应生成硫酸铜和水，离子方程式为：CuO+2H⁺=Cu²⁺+H₂O，故答案为：CuO+2H⁺=Cu²⁺+H₂O；
（2）配制硫酸时，需要烧杯盛放硫酸溶液，需要量筒量取浓硫酸，所以还需要烧杯、量筒，故答案为：量筒和烧杯；
（3）浓硫酸和金属反应生成SO₂，SO₂属于酸性氧化物，能和水反应生成亚硫酸，且SO₂有毒，不能直接排空，所以SO₂要收集处理，故答案为：SO₂；
（4）氧化亚铜和稀硫酸反应生成CuSO₄和Cu，将固体加入稀硫酸中，如果有红色物质生成，就说明含有氧化亚铜，否则没有氧化亚铜，其检验方法为：取少许样品，加入稀H₂SO₄，若溶液出现蓝色，说明红色物质中含有Cu₂O，反之则没有，
故答案为：取少许样品，加入稀H₂SO₄，若溶液出现蓝色，说明红色物质中含有Cu₂O，反之则没有；
（5）计算铜粉中Cu的含量，根据铜原子守恒知，不仅要知道铜粉的质量还要知道最终得到CuO的质量，故答案为：铜粉的质量；最终所得CuO的质量．

点评：本题以铜为载体考查了物质的分离和提纯，涉及物质的检验、仪器的选取、物质间的反应等知识点，明确原理是解本题关键，要从整体上分析工艺流程，知道每一步发生的反应、物质分离的方法等，题目难度中等．