Question

2．某課外活動(dòng)小組在學(xué)習(xí)了銅與氧氣反應(yīng)（2Cu+O₂=2CuO）這一性質(zhì)后，想做一做“空氣中氧氣含量的測(cè)定”實(shí)驗(yàn)，并在最后將銅絲進(jìn)行回收．
（1）課外活動(dòng)小組對(duì)空氣中氧氣含量的測(cè)定做了如下實(shí)驗(yàn)：在由兩個(gè)注射器組成的密閉系統(tǒng)內(nèi)有50mL空氣，如圖1．然后給裝有銅絲的玻璃管加熱．同時(shí)交替推動(dòng)兩個(gè)注射器的活塞，至玻璃管內(nèi)的銅絲變黑且較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)無進(jìn)一步變化時(shí)停止．停止加熱后，待冷卻至室溫將氣體全部推至一個(gè)注射器內(nèi)．

請(qǐng)根據(jù)你對(duì)上述實(shí)驗(yàn)的理解，回答下列問題：
①實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，注射器內(nèi)空氣的體積減少了約10mL，這是因?yàn)榭諝庵械难鯕馀c銅反應(yīng)，被消耗掉了
②在實(shí)驗(yàn)的加熱過程中，交替緩慢推動(dòng)兩個(gè)注射器的目的是使空氣中的氧氣充分與銅發(fā)生反應(yīng)．
③上述實(shí)驗(yàn)只是粗略測(cè)定空氣中氧氣含量的一種方法，你認(rèn)為造成該實(shí)驗(yàn)不夠精確的可能原因是銅絲未能完全反應(yīng)掉空氣中的氧氣或裝置漏氣．
（2）課外活動(dòng)小組發(fā)現(xiàn)紅熱的銅絲變黑后，為了回收再利用銅絲，在研究如何除去黑色物質(zhì)的討論中，制定了圖2方案．
請(qǐng)根據(jù)以上方案回答：
①乙方案的燒杯中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為CuO+2HCl═CuCl₂+H₂O
兩種方案相比較，甲方案的不足之處是CO有毒，尾氣CO未處理，實(shí)驗(yàn)裝置復(fù)雜等．
②若采用甲、乙兩種方案處理此變成黑色的銅絲，并且充分反應(yīng)，則回收的銅絲a的質(zhì)量＞  （填“＜”、“＞”、“=”）銅絲b的質(zhì)量．

Answer 1

分析 （1）①銅絲與空氣中的氧充分反應(yīng)，消耗掉空氣中氧氣，由空氣中氧氣的體積比容易求出空氣減少的體積．
②由實(shí)驗(yàn)條件可推出交替緩慢推動(dòng)兩個(gè)注射器的目的是使封閉空間的氧氣充分反應(yīng)．
③交替緩慢推動(dòng)兩個(gè)注射器的目的是使封閉空間的氧氣充分反應(yīng)，但是推動(dòng)的緩慢程度不易控制，易得出實(shí)驗(yàn)不精確的地方．
（2）兩種方案一種是用一氧化碳還原氧化銅，另一種是用鹽酸去除表面的氧化銅，從實(shí)驗(yàn)操作與環(huán)境保護(hù)方面看用乙方案要好些；從兩種方案的反應(yīng)原理可知銅絲a的質(zhì)量要大于銅絲b的質(zhì)量．

解答 解：（1）由于銅的氧化反應(yīng)只消耗掉了空氣中的氧氣，而氧氣在空氣中約占空氣體積的$\frac{1}{5}$，可得出空氣減少了：50ml×$\frac{1}{5}$=10ml；
②交替緩慢推動(dòng)兩個(gè)注射器的目的是使封閉空間的氧氣與銅網(wǎng)充分接觸，使空氣中的氧氣與銅網(wǎng)充分反應(yīng)．
③裝置可能漏氣、交替緩慢推動(dòng)兩個(gè)注射器的目的是使封閉空間的氧氣充分反應(yīng)，但是推動(dòng)的緩慢程度不易控制，易得出實(shí)驗(yàn)不精確的地方可能是因?yàn)榭諝庵械难鯕鉀]有完全被銅網(wǎng)消耗掉．
故答案為：（1）①10，空氣中的氧氣與銅反應(yīng)，被消耗掉了；
②使空氣中的氧氣充分與銅發(fā)生反應(yīng)；
③銅絲未能完全反應(yīng)掉空氣中的氧氣或裝置漏氣；
（2）①氧化銅與鹽酸反應(yīng)生成氯化銅和水；故填：CuO+2HCl═CuCl₂+H₂O； 
甲方案用一氧化碳還原氧化銅需要制取一氧化碳，而且一氧化碳是一種有毒的氣體，實(shí)驗(yàn)時(shí)必須對(duì)裝置進(jìn)行尾氣處理，故填：CO有毒，尾氣CO未處理，實(shí)驗(yàn)裝置復(fù)雜等．
②由于一氧化碳和氧化銅反應(yīng)時(shí)把氧化銅轉(zhuǎn)化成了金屬銅，而稀酸和氧化銅在加熱反應(yīng)時(shí)生成了可溶性的銅鹽，同時(shí)在受熱條件下銅也能夠和酸發(fā)生反應(yīng)從而消耗了原銅網(wǎng)上的一部分銅，所以銅網(wǎng)a大于銅網(wǎng)b；故填：＞．

點(diǎn)評(píng) 本題能通過實(shí)驗(yàn)探究的方式考查了銅與氧氣的反應(yīng)，空氣中氧的體積分?jǐn)?shù)、有關(guān)銅與氧氣反應(yīng)的計(jì)算，提高了學(xué)生學(xué)以致用的意識(shí)．