Question

10．已知木炭還原氧氣銅實驗中會發(fā)生如下反應：C+2CuO$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Cu+CO₂↑．
某化學興趣小組做該實驗時所得產(chǎn)物是暗紅色固體，沒有觀察到紫紅色固體，于是他們對反應產(chǎn)物（假設反應物已完全反應）作如下實驗探究：
信息提示：1氧化亞銅（Cu₂O）為磚紅色固體；
2Cu₂O+H₂SO₄═CuSO₄+Cu+H₂O；
3堿石灰為氧化鈣和氫氧化鈉的混合物
[實驗一]探究反應產(chǎn)物的成分
興趣小組的同學討論交流后，認為暗紅色固體除了有銅外，還可能含有Cu₂O（其中Cu的化合價是+1）．為此，他們設計了以下實驗：取少量暗紅色固體于試管中，加入少量稀硫酸，振蕩，如果觀察到溶液由無色變?yōu)樗{色，說明暗紅色固體中含有Cu₂O．
[實驗二]測定產(chǎn)物中Cu₂O的含量
原理：Cu₂O+H₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2Cu+H₂O，稱取一定質(zhì)量的固體產(chǎn)物，用下圖裝置進行實驗（固定裝置略去），通過測定反應前后裝置d的質(zhì)量達到實驗目的．

（1）裝置a中用稀硫酸而不用稀鹽酸，原因是鹽酸易揮發(fā)，揮發(fā)出的氯化氫能被堿石灰吸收，影響測定結(jié)果；寫出裝置a中反應的化學方程式：Zn+H₂SO₄═ZnSO₄+H₂↑．
（2）點燃酒精燈前，要先打開彈簧夾K₁，關閉彈簧夾K₂，對裝置c通一會兒氫氣，目的是：把裝置中的空氣排出去，以免加熱時發(fā)生爆炸．
（3）裝置b的作用是干燥氫氣；裝置d的質(zhì)量在反應前后會發(fā)生改變，是因為它吸收了反應生成的水．
（4）反應前后，測得裝置d的質(zhì)量如表：

	反應前	反應后
裝置d（含藥品）的質(zhì)量/g	100.00	100.18

根據(jù)測得數(shù)據(jù)可行：產(chǎn)物中Cu₂O的質(zhì)量為1.44g．
（5）如果沒有接上裝置e，則實驗得出結(jié)果將偏大（選填“偏大”、“偏小”或“不變”）．

Answer 1

分析 [實驗一]根據(jù)化合物中元素的化合價為0解答；根據(jù)如果暗紅色固體中含有Cu₂O，加入稀硫酸時，Cu₂O和稀硫酸反應生成硫酸銅，硫酸銅溶液是藍色的；[實驗二]
（1）鹽酸易揮發(fā)，容易揮發(fā)出氯化氫氣體；
（2）根據(jù)可燃性氣體點燃時易發(fā)生爆炸解答；
（3）根據(jù)濃硫酸具有吸水性解答；水蒸氣和二氧化碳，能夠被堿石灰吸收；
（4）根據(jù)反應前后裝置d的質(zhì)量差為水的質(zhì)量，求出Cu₂O的質(zhì)量；
（5）根據(jù)d中的堿石灰能夠吸收空氣中的水和二氧化碳解答．

解答 解：[實驗一]設Cu₂O中Cu的化合價是x
2x+（-2）=0
x=+1；
取少量暗紅色固體，加入稀硫酸，如果觀察到固體部分溶解，溶液由無色變成藍色，說明暗紅色固體含有Cu₂O．
[實驗二]
（1）裝置a中用稀硫酸而不用稀鹽酸，原因是鹽酸易揮發(fā)，揮發(fā)出的氯化氫能被堿石灰吸收，影響測定結(jié)果．鋅與硫酸反應生成硫酸鋅和氫氣，反應的化學方程式：Zn+H₂SO₄═ZnSO₄+H₂↑；
（2）點燃酒精燈前，要先打開彈簧夾K₁，關閉彈簧夾K₂，對裝置c通一會兒氫氣，目的是：把裝置中的空氣排出去，以免加熱時發(fā)生爆炸；
（3）裝置b的作用是干燥氫氣；裝置d的質(zhì)量在反應前后會發(fā)生改變，是因為它吸收了反應生成的水；
（4）反應前后裝置d的質(zhì)量差為水的質(zhì)量=110.18g-100g=0.18g．
設產(chǎn)物中Cu₂O的質(zhì)量為y
Cu₂O+H₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2Cu+H₂O
144            18
y              0.18g
$\frac{144}{y}=\frac{18}{0.18g}$
y=1.44g
（5）若不加裝置e，實驗結(jié)果會偏高，原因是d中的堿石灰能夠吸收空氣中的水和二氧化碳，從而使測定的水的質(zhì)量偏高，會導致計算的Cu₂O的質(zhì)量偏高，從而導致實驗結(jié)果會偏高．
答案：
實驗一：+1；　無；藍；
實驗二：
（1）鹽酸易揮發(fā)，揮發(fā)出的氯化氫能被堿石灰吸收，影響測定結(jié)果；Zn+H₂SO₄═ZnSO₄+H₂↑；
（2）把裝置中的空氣排出去，以免加熱時發(fā)生爆炸；
（3）干燥氫氣；水；
（4）1.44g；
（5）偏大

點評 合理設計實驗，科學地進行實驗、分析實驗，是得出正確實驗結(jié)論的前提，因此要學會設計實驗、進行實驗、分析實驗，為學好化學知識奠定基礎．