Question

16．氧化亞銅是大型水面艦艇防護涂層的重要原料．某小組通過查閱資料，進行如下研究．
資料：1．氧化亞銅：化學(xué)式Cu2O，紅色至紅褐色結(jié)晶或粉末，不溶于水及有機溶劑，可溶于稀鹽酸、稀硫酸等，在稀硫酸溶液中歧化為二價銅和銅單質(zhì)．氧化亞銅在1800℃時分解，在干燥空氣中穩(wěn)定，但在潮濕空氣中被慢慢氧化為氧化銅．氧化亞銅主要用于制造船底防污漆、殺蟲劑…2．葡萄糖還原法制備氧化亞銅：將葡萄糖與新制氫氧化銅懸濁液混合后進行反應(yīng)，生成氧化亞銅，條件控制不當(dāng)時會有少量氧化銅生成．
I．Cu₂O的制取
（1）葡萄糖還原法制Cu₂O的化學(xué)方程式為．
（2）實驗室用此方法制取并獲得少量Cu₂O固體，需要的玻璃儀器除試管、酒精燈、燒杯外，還需要漏斗、玻璃棒．
II．檢驗樣品中是否含有CuO
方案1：將制得的Cu₂O樣品溶于足量稀硫酸．
（3）甲同學(xué)認為若溶液變?yōu)樗{色，則說明樣品中含有CuO雜質(zhì)．乙同學(xué)認為此推論不合理，用化學(xué)用語解釋原因Cu₂O+H₂SO₄=CuSO₄+Cu+H₂O．
（4）甲同學(xué)通過反思，認為將定性檢驗改為定量測定便能確定樣品中是否含有CuO雜質(zhì)，應(yīng)測量的數(shù)據(jù)是Cu₂O樣品的質(zhì)量、反應(yīng)后剩余固體（Cu）的質(zhì)量．
方案2：丙同學(xué)認為采用如下裝置（所加藥品均足量）進行實驗，通過測定c裝置反應(yīng)后固體的質(zhì)量以及d裝置反應(yīng)前后增重的質(zhì)量，可計算，從而確定樣品中是否含有氧化銅．

（5）裝置a中所加的酸是H₂SO₄（填化學(xué)式），裝置e中堿石灰的作用是防止空氣中的水進入d裝置，m（H₂O）測定不準確．
（6）點燃裝置c中酒精燈之前需進行的操作是打開K₁，關(guān)閉K₂，通一段時間氫氣后驗純，再打開K₂，關(guān)閉K₁．
（7）熄滅酒精燈之后，仍需通一段時間H₂至試管冷卻，原因是防止生成的Cu單質(zhì)在高溫下又被氧氣氧化為CuO，導(dǎo)致測定數(shù)據(jù)不準確．

Answer 1

分析 Ⅰ．（1）葡萄糖還原法制Cu₂O是利用葡萄糖中醛基被氫氧化銅氧化，反應(yīng)生成葡萄糖酸、氧化亞銅和水，制取氫氧化銅可用可溶性銅鹽和強堿反應(yīng)，反應(yīng)得到的葡萄糖酸與堿反應(yīng)生成鹽；
（2）葡萄糖與新制氫氧化銅反應(yīng)需要加熱，生成氧化亞銅沉淀，需要經(jīng)過過濾操作進行分離；
Ⅱ．方案1：（3）氧化亞銅也和硫酸發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成硫酸銅，溶液顯藍色，同時生成Cu單質(zhì)；
（4）將定性檢驗改為定量測定便能確定樣品中是否含有CuO雜質(zhì)，應(yīng)測量的數(shù)據(jù)是氧化亞銅樣品質(zhì)量和反應(yīng)生成銅的質(zhì)量，通過化學(xué)方程式計算分析；
方案2：a裝置產(chǎn)生氫氣，b裝置干燥氫氣，c裝置中氫氣與銅的氧化物反應(yīng)置換出Cu，d裝置吸收水，可以測定生成水的質(zhì)量，裝置e中堿石灰的作用是防止空氣中的水進入d裝置，影響水質(zhì)量測定；
（5）a裝置產(chǎn)生氫氣，應(yīng)防止酸的揮發(fā)，應(yīng)選用難揮發(fā)性的酸；
（6）點燃裝置c中酒精燈之前需檢驗氫氣的純度；
（7）熄滅酒精燈之后，仍需通一段時間H₂至試管冷卻是防止空氣進入氧化生成的銅，測定結(jié)果產(chǎn)生誤差．

解答 解：Ⅰ．（1）葡萄糖還原法制Cu₂O是利用葡萄糖中醛基被氫氧化銅氧化，反應(yīng)生成葡萄糖酸、氧化亞銅和水，制取氫氧化銅可用可溶性銅鹽和強堿反應(yīng)，反應(yīng)得到的葡萄糖酸與堿反應(yīng)生成鹽，葡萄糖還原法制Cu₂O的化學(xué)方程式為：，
故答案為：；
（2）葡萄糖與新制氫氧化銅反應(yīng)需要加熱，故所需玻璃儀器為試管、酒精燈，分離生成的氧化亞銅沉淀，需要進行過濾操作，所需玻璃儀器為漏斗、玻璃棒、燒杯，
故答案為：漏斗、玻璃棒；
Ⅱ．方案1：（3）氧化亞銅也和硫酸發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成硫酸銅，溶液顯藍色，同時生成Cu單質(zhì)，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：Cu₂O+H₂SO₄=CuSO₄+Cu+H₂O，
故答案為：Cu₂O+H₂SO₄=CuSO₄+Cu+H₂O；
（4）將定性檢驗改為定量測定便能確定樣品中是否含有CuO雜質(zhì)，應(yīng)測量的數(shù)據(jù)是Cu₂O樣品的質(zhì)量、反應(yīng)后剩余固體（Cu）的質(zhì)量；
故答案為：Cu₂O樣品的質(zhì)量、反應(yīng)后剩余固體（Cu）的質(zhì)量；
方案2：a裝置產(chǎn)生氫氣，b裝置干燥氫氣，c裝置中氫氣與銅的氧化物反應(yīng)置換出Cu，d裝置吸收水，可以測定生成水的質(zhì)量，裝置e中堿石灰的作用是防止空氣中的水進入d裝置，影響水質(zhì)量測定；
（5）d裝置中的堿石灰會吸收水和酸性氣體，防止a中酸揮發(fā)，故選難揮發(fā)性酸硫酸，裝置e中堿石灰的作用是防止空氣中的水進入d裝置，m（H₂O）測定不準確；
故答案為：H₂SO₄；防止空氣中的水進入d裝置，m（H₂O）測定不準確；
（6）點燃裝置c中酒精燈之前需檢驗氫氣的純度，驗純后應(yīng)保持氣體能通過d裝置，使生成的水全部被d裝置吸收，具體操作：打開K₁，關(guān)閉K₂，通一段時間氫氣后驗純，再打開K₂，關(guān)閉K₁，
故答案為：打開K₁，關(guān)閉K₂，通一段時間氫氣后驗純，再打開K₂，關(guān)閉K₁；
（7）灼熱的銅和氧氣會發(fā)生反應(yīng)生成氧化銅，所以熄滅酒精燈之后，仍需通一段時間H₂至試管冷卻是防止空氣進入氧化生成的銅，測定結(jié)果產(chǎn)生誤差；
故答案為：防止生成的Cu單質(zhì)在高溫下又被氧氣氧化為CuO，導(dǎo)致測定數(shù)據(jù)不準確．

點評 本題考查實驗制備方案，是對學(xué)生綜合能力的考查，側(cè)重考查學(xué)生對原理、裝置分析評價，難度中等．