【題目】碳還原氧化銅的實驗裝置。某化學小組對該實驗及產(chǎn)物的探究如下:

【分析】

(1)寫出該反應的化學方程式_______________________。

(2)酒精燈加網(wǎng)罩的目的是_________________________

(3)剛開始加熱時,澄清石灰水中有氣泡冒出,但澄清石灰水不變渾獨,原因是_______________

(4)實驗結(jié)束應先_________。(選填答案序號)

A.撤離酒精燈 B.將導管移出石灰水. C.撥掉橡膠塞

【探究一】檢驗產(chǎn)物成分

【提出問題】:實驗產(chǎn)物是暗紅色固體,很難觀察到紫紅色固體,暗紅色固體是什么?

【查閱資料】:氧化亞銅(Cu2O)為紅色固體;Cu2O+H2SO4 =CuSO4 +Cu + H2O。

【猜想與假設】:暗紅色固體除銅外還可能含有Cu2O

【設計實驗】

(5)操作:取少量暗紅色固體,加入稀硫酸,觀察到現(xiàn)象:___________、_____________。結(jié)論:暗紅色固體含有Cu2O。

【探究二】測定產(chǎn)物中Cu2O的含量

(6)為測定紅色固體中氧化亞銅的質(zhì)量分數(shù),小組同學設計了如下兩種方案:

甲方案:甲同學稱取10g紅色固體加人到足量稀硫酸中使其充分反應后,過濾_______(填操作名稱)、干燥、稱量剩余紅色固體的質(zhì)量為8 g,則紅色固體中氧化亞銅的質(zhì)量分數(shù)為__________

乙方案:實驗原理:Cu2O +H22Cu +H2O,稱取一定質(zhì)量的固體樣品,用如圖裝置進行實驗(固定裝置略,堿石灰為氧化鈣和氫氧化鈉的混合物,通過測定反應前后裝置d的質(zhì)量達到實驗目的。

(7)裝置a中用稀硫酸而不用稀鹽酸,原因是_______________

(8)若不加裝置c,實驗結(jié)果會偏_______(“”),原因是_______________;

(9)點燃酒精燈前涉及的部分操作如下,正確的順序是_____________;

①打開K2,關(guān)閉K1 ②檢查裝置的氣密性 ③連接儀器 ④關(guān)閉K2,打開K1,通氫氣一段時間

【拓展反思]】:

(10)還可通過測定反應前后裝置________(“a”、“b”“c”)的質(zhì)量達到測定產(chǎn)物中Cu2O的含量目的。

(11)乙方案第(9)的④中通氫氣一段時間的目的是排出裝置內(nèi)的空氣,否則可能帶來哪些影響?_______________________(答出兩點)

【答案】 2CuO +C2Cu +CO2 聚集火焰,提高溫度 此時逸出的氣體是試管內(nèi)的空氣,而非二氧化碳 B 溶液變?yōu)樗{色 生成紫紅色固體 洗滌 36% 鹽酸揮發(fā)出HCl氣體,與d中的物質(zhì)反應,影響測定結(jié)果 偏大 裝置d會吸收空氣中的水蒸氣和二氧化碳,使測定生成水的質(zhì)量偏大,導致計算出的Cu2O質(zhì)量偏大 ③②④① c 氫氣不純 點燃時發(fā)生爆炸

【解析】(1)碳還原氧化銅生成的是銅和二氧化碳,反應的化學方程式表示為:2CuO +C2Cu +CO2;(2)酒精燈加網(wǎng)罩的目的是聚集火焰,提高溫度;(3)剛開始加熱時試管中的空氣膨脹排出試管,即開始的氣體是試管內(nèi)的空氣,而非二氧化碳,故澄清石灰水不變渾濁;(4)實驗結(jié)束應先將導管移出石灰水再熄滅酒精燈,目的是防止澄清石灰水倒流入試管中使試管炸裂;(5)根據(jù)資料可知Cu2O能與稀硫酸反應生成藍色的硫酸銅,而銅不能,故溶液由無色變成藍色、生成紫紅色固體,說明暗紅色固體含有Cu2O;(6由于銅上面可能會沾有一些其他的物質(zhì),故要將過濾后的銅進行洗滌;設紅色固體中銅的質(zhì)量為x,那么Cu2O的質(zhì)量為10g-x,生成的銅質(zhì)量為8g-x。利用化學方程式即可計算出銅的質(zhì)量;

Cu2O+H2SO4 =CuSO4 +Cu + H2O

144 64

10g-x 8g-x

x=6.4g

氧化亞銅的質(zhì)量分數(shù)= 36%

(7)鹽酸具有揮發(fā)性,揮發(fā)出HCl氣體能被堿石灰吸收,影響測定結(jié)果,故不用稀鹽酸;(8)若不加裝置e,那么d中的堿石灰會吸收空氣中二氧化碳和水,從而使測定的水的質(zhì)量偏高,會導致計算的氧化亞銅的質(zhì)量偏高,從而導致實驗結(jié)果偏高;(9)點燃酒精燈要連接好儀器,檢查裝置的氣密性,關(guān)閉K2,打開K1,通氫氣一段時間把裝置中的水蒸氣和二氧化碳排出,再打開K2,關(guān)閉K1,點燃酒精燈,故順序是③②④①;(10)還可通過測定反應前后裝置c的質(zhì)量達到實驗目的,反應前后裝置c的質(zhì)量差即為氧化亞銅中氧元素的質(zhì)量,根據(jù)氧元素的質(zhì)量可算出氧化亞銅的質(zhì)量,進一步計算出產(chǎn)物中氧化亞銅的質(zhì)量;(11)若沒有通氫氣一段時間,那么氫氣就不純,氫氣不純可能會發(fā)生爆炸,故要先通氫氣一段時間。

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物質(zhì)

丙烷

氧氣

二氧化碳

X

反應前質(zhì)量/g

4.4

12.8

0

0

0

反應后質(zhì)量/g

0

0

7.2

4.4

a

下列判斷正確的是

A.表中a的值為5.6 B.X可能是該反應的催化劑

C.X可能含有氫元素 D.X只含碳元素

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C.50 mL和50 mL D.25 mL和75 mL

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