(2009?巢湖二模)某;瘜W興趣小組為探究銅的常見化合物性質,提出了如下問題進行探究.請你協(xié)助該小組的同學完成下列探究活動.
提出問題①CuO能否被NH3還原?②如何安全的進行“鈉投入CuSO4 溶液反應”的實驗?
資料卡片Cu2O是紅色粉末.Cu+在酸性溶液中能發(fā)生自身氧化還原反應生成Cu2+和Cu.
實驗方案(1)為解決問題①,設計的實驗裝置如下(夾持及尾氣處理裝置未畫出):
實驗中觀察到黑色CuO變?yōu)榧t色物質,無水CuSO4變藍色,同時生成一種無污染的氣體.
(2)為解決問題②,該小組做了以下兩組實驗:
I.分別取40mL2%的CuSO4 溶液三份,各加入質量不同的鈉塊,實驗現(xiàn)象如下:
鈉塊質量 實驗現(xiàn)象
0.2g 鈉塊劇烈燃燒,發(fā)出爆炸聲,少量的鈉濺出
0.1g 鈉塊燃燒,發(fā)出爆炸聲
0.05g 鈉塊四處游動,偶有輕微的爆炸聲,未見鈉塊燃燒
II.保持鈉塊大小相同(約為0.05g),分別加入到不同濃度的CuSO4 溶液中,實驗現(xiàn)象如下:
實驗結論
(1)CuO能被NH3還原,該反應的化學方程式為
2NH3+3CuO
  △  
.
 
N2+3Cu+3H2O
2NH3+3CuO
  △  
.
 
N2+3Cu+3H2O

(2)在40mL2%的CuSO4 溶液,加入約
0.05
0.05
g的鈉塊是安全的.
問題討論
(1)有同學認為:NH3與CuO反應生成的紅色物質可能含有Cu2O.你認為他的看法是否正確?
(填是或否),請你設計一個實驗檢驗該紅色物質中是否含有Cu2O.
取少量樣品,加入稀H2SO4,若溶液出現(xiàn)藍色,說明紅色物質中含有Cu2O,反之,則沒有
取少量樣品,加入稀H2SO4,若溶液出現(xiàn)藍色,說明紅色物質中含有Cu2O,反之,則沒有

(2)從“鈉投入CuSO4 溶液反應”的實驗結果來看,硫酸銅溶液的濃度越大,越容易發(fā)生爆炸.你認為可能的原因是什么?提出猜想,并設計實驗檢驗你的猜想.猜想:
硫酸銅溶液濃度大,生成氫氧化銅絮狀沉淀多,阻止了鈉塊的游動,使得熱量積聚,從而引發(fā)爆炸
硫酸銅溶液濃度大,生成氫氧化銅絮狀沉淀多,阻止了鈉塊的游動,使得熱量積聚,從而引發(fā)爆炸
;檢驗方案
用不同濃度的硫酸銅溶液加入一定濃度NaOH溶液生成絮狀氫氧化銅沉淀后,立即加入0.1g鈉塊實驗,觀察現(xiàn)象
用不同濃度的硫酸銅溶液加入一定濃度NaOH溶液生成絮狀氫氧化銅沉淀后,立即加入0.1g鈉塊實驗,觀察現(xiàn)象
分析:實驗結論(1)黑色CuO變?yōu)榧t色物質說明生成物為Cu,無水CuSO4變藍色說明生成水,同時生成一種無污染的氣體,應為氮氣;
(2)從實驗安全的角度選擇;
問題討論:(1)Cu2O也為紅色固體,與稀硫酸反應,但銅和稀硫酸不反應;
(2)產(chǎn)生爆炸與能量和氣體的多少有關.
解答:解:實驗結論(1)黑色CuO變?yōu)榧t色物質說明生成物為Cu,無水CuSO4變藍色說明生成水,同時生成一種無污染的氣體,應為氮氣,則反應的化學方程式為2NH3+3CuO
  △  
.
 
N2+3Cu+3H2O,
故答案為:2NH3+3CuO
  △  
.
 
N2+3Cu+3H2O;
(2)由加入Na的質量看出,當加入0.05gNa時,反應最為緩和,也最安全,故答案為:0.05;
問題討論:(1)Cu2O也為紅色固體,與稀硫酸反應,但銅和稀硫酸不反應,所以可取少量樣品,加入稀H2SO4,若溶液出現(xiàn)藍色,說明紅色物質中含有Cu2O,反之,則沒有,
故答案為:是;取少量樣品,加入稀H2SO4,若溶液出現(xiàn)藍色,說明紅色物質中含有Cu2O,反之,則沒有;
(2)可用以下幾種猜想和檢驗方案:
猜想1:硫酸銅溶液濃度大,生成氫氧化銅絮狀沉淀多,阻止了鈉塊的游動,使得熱量積聚,從而引發(fā)爆炸.
檢驗方案:用不同濃度的硫酸銅溶液加入一定濃度NaOH溶液生成絮狀氫氧化銅沉淀后,立即加入0.1g鈉塊實驗,觀察現(xiàn)象.
猜想2:硫酸銅溶液濃度越大,溶液酸性越強,反應越劇烈,放出熱量來不及擴散,從而引發(fā)爆炸.
檢驗方案:取兩份體積相同濃度均為1%的硫酸銅溶液,其中一份滴加幾滴稀硫酸,然后各加入0.1g鈉塊進行實驗,觀察現(xiàn)象.
猜想3:溶液濃度越大,使得鈉塊越難移動,熱量積聚,從而引發(fā)爆炸.
檢驗方案:用不同濃度的NaCl溶液,再加入0.1g鈉塊實驗,觀察現(xiàn)象.
故答案為:硫酸銅溶液濃度大,生成氫氧化銅絮狀沉淀多,阻止了鈉塊的游動,使得熱量積聚,從而引發(fā)爆炸;用不同濃度的硫酸銅溶液加入一定濃度NaOH溶液生成絮狀氫氧化銅沉淀后,立即加入0.1g鈉塊實驗,觀察現(xiàn)象(或其它合理答案).
點評:本題考查實驗方案的設計,題目難度較大,注意根據(jù)反應的實驗現(xiàn)象書寫化學方程式,易錯點為最后一問,注意實驗方案的設計.
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