Question

某化学活动兴趣小组的同学进行木炭还原CuO的探究实验，生成物是红色固体和无色气体．他们查阅资料后得知氧化亚铜（Cu₂O）为红色固体，猜测反应物比例不同，产物也会不同．因此，生成物中有CO₂、CO和Cu，固体还可能有Cu₂O．又知Cu₂O能和常见的酸（HNO₃除外）反应生成Cu²⁺和Cu．为此，请你和他们一起进行如下探究．
（1）探究气体中是否有CO气体．甲同学设计的方案是：先将气体通过足量的NaOH溶液，干燥后再通过灼热的CuO，未反应完的气体直接排放到空气中．
①甲同学实验后如果有______色固体生成，说明一定含有CO气体；
②上述实验方案中可选用的一种气体干燥剂是______；
③甲同学设计的实验方案有无不足之处？若有，请你指出有何不良后果，并提出改进方案；若没有，该问不需作答．______．
（2）探究红色固体中是否有Cu₂O．
①在如下方法中：a．上网查询    b．实验    c．请教老师
你认为最能解决实际问题的方法是______（填字母序号）．
②请你设计一个简便的实验方案，检验红色固体中是否有Cu₂O．

实验步骤	______
实验现象与结论	______
化学反应方程式	______

（3）为探究红色固体产物的组成及质量分数，兴趣小组的同学另取一份CuO与木炭组成的混合物8.48g，高温下充分反应后，剩余固体呈红色（氧化铜全部被还原），其质量为6.72g，且反应后产生的气体能全部被足量的澄清石灰水吸收，将所得的沉淀过滤、洗涤、干燥、称量得4.00g．请通过计算帮助他们分析固体产物的组成及质量分数．

Answer

本题属于科学探究题，甲同学设计的方案是：先将气体通过足量的NaOH溶液，干燥后再通过灼热的CuO，NaOH溶液是吸收二氧化碳的，灼热的CuO验证一氧化碳的．一氧化碳可以用浓硫酸、碱石灰等干燥剂干燥，用一氧化碳做还原剂一定要进行尾气处理，否则要污染空气．探究红色固体中是否有Cu2O，要进行实验探究，向剩余固体中加入稀硫酸反应后，静置；溶液由无色变为蓝色，就证明有Cu2O存在，否则没有．为探究红色固体产物的组成及质量分数时，要根据化学方程式的计算进行讨论．
【解析】
（1）一氧化碳还原氧化铜会得到红色的铜，一氧化碳可以用浓硫酸干燥，用一氧化碳做还原剂一定要进行尾气处理，否则要污染空气．故答案为：红；浓硫酸；没有尾气处理装置．
（2）探究红色固体中是否有Cu2O，要进行实验探究因此选b，设计的实验方案是：向剩余固体中加入稀硫酸反应后，静置；溶液由无色变为蓝色，就证明有Cu2O存在，否则没有．氧化亚铜和硫酸反应生成硫酸铜和水和铜，要注意配平．故答案为：b；向剩余固体中加入稀硫酸反应后，静置；溶液由无色变为蓝色；Cu2O+H2SO4=CuSO4+Cu+H2O
（3）【解析】
剩余固体呈红色（氧化铜全部被还原），剩余固体呈红色是Cu或Cu2O或其混合物
反应后气体：8.48g-6.72g=1.76g
设二氧化碳的质量为x
Ca（OH）2+CO2=CaCO3↓+H2O
          44   100
           x    4g    
解得：x=1.76g     所以，生成气体全部是CO2，无CO
所以，含C、O分别为：1.76g×=0.48g，1.76g-0.48g=1.28g
根据C元素守恒，原物质中C为：0.48g  所以CuO：8.48g-0.48g=8g，其中含氧：8g×=1.6g，Cu：8g-1.6g=6.4g＜6.72g
所以产物一定还有Cu2O，再根据O元素守恒cu2o中O为：1.6-1.28=0.32
所以，反应后Cu2O为：0.32g÷=2.88g   质量分数Cu2O为：×100%=42.9%  Cu为：57.1%
故答案为：Cu2O为：42.9%  Cu为：57.1%