Question

定性和定量結(jié)合既是化學(xué)的重要思想，也是研究物質(zhì)組成的重要方法。某研究性學(xué)習(xí)小組為檢測(cè)實(shí)驗(yàn)室用氫氣還原氧化銅所得紅色固體Cu中是否含有Cu₂O（紅色），進(jìn)行了認(rèn)真的探究。請(qǐng)你一起踏上探究之路，回答下列問(wèn)題。

【查閱資料】①無(wú)水CuSO₄遇水變藍(lán)  ②高溫灼燒CuO生成Cu₂O和O₂

③Cu₂O與稀硫酸反應(yīng)：Cu₂O+H₂SO₄=Cu+CuSO₄+H₂O

【設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案】

方案1  取該紅色固體加入適量稀硫酸，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象       ，結(jié)論為紅色固體中含有Cu₂O。

方案2  裝置如下圖所示，擬通過(guò)干燥管中CuSO₄變藍(lán)來(lái)判斷紅色固體是否含有Cu₂O。

（1）為確保探究的科學(xué)、合理、安全。實(shí)驗(yàn)中還應(yīng)采取的措施有    （填序號(hào)）；

①加熱前先排盡裝置中的空氣

②在氫氣發(fā)生器與硬質(zhì)玻璃管之間加一個(gè)干燥裝置

③在盛有CuSO₄的干燥管后再連接一個(gè)裝有濃硫酸的洗氣瓶

（2）由方案2實(shí)驗(yàn)后得出結(jié)論：紅色固體中含有Cu₂O。寫(xiě)出紅色固體Cu₂O與H₂反應(yīng)的化學(xué)方程式         。

方案3 稱(chēng)得干燥坩堝（常用于固體加熱的容器）的質(zhì)量為ag，取紅色固體置于坩堝中稱(chēng)得總質(zhì)量為bg，在空氣中高溫灼燒至質(zhì)量恒定，稱(chēng)得最后坩堝與固體總質(zhì)量為cg。

（1）該實(shí)驗(yàn)方案最少得進(jìn)行    次稱(chēng)量。

（2）若確認(rèn)紅色固體中含有Cu₂O，則c與a、b應(yīng)符合的數(shù)學(xué)表達(dá)式為    。

Answer 1

【答案】方案1：溶液變?yōu)樗{(lán)色   方案2：（1）① ②③（2）H₂+Cu₂O^高溫 2Cu+H₂O

方案3：（1）4   （2）c<（9b-a）/8

【解析】方案1中由于Cu₂O與稀硫酸反應(yīng)生成硫酸銅，因此溶液變藍(lán)色。在方案2中，利用所給裝置判斷紅色固體是否含有Cu₂O，其原理是通過(guò)鋅與稀硫酸產(chǎn)生的氫氣還原Cu₂O，若生成水，則硫酸銅粉末變藍(lán)，在此試驗(yàn)中，由于氫氣中混有一定量的空氣時(shí)，加熱或點(diǎn)燃可能引起爆炸，因此加熱前先排盡裝置中的空氣，為了避免氫氣中水蒸氣對(duì)實(shí)驗(yàn)中生成的水的干擾，應(yīng)該在氫氣發(fā)生器與硬質(zhì)玻璃管之間加一個(gè)干燥裝置，由于盛有CuSO₄的干燥管可能會(huì)吸收空氣中的水蒸氣，因此要在干燥管后再連接一個(gè)裝有濃硫酸的洗氣瓶，排除空氣中水蒸氣的影響。方案3中，為了測(cè)量數(shù)據(jù)更加準(zhǔn)確，應(yīng)多次實(shí)驗(yàn)求平均數(shù)，在此反應(yīng)中，4CuO=2Cu₂O+O₂，通過(guò)相關(guān)數(shù)據(jù)比較計(jì)算得出c 與a、b的關(guān)系為c<（9b-a）/8。