Question

我校兴趣小组进行木炭、一氧化碳与氧化铜反应的探究实验，回答相关问题。

实验一:如图实验进行碳还原氧化铜实验,

（查阅资料）

(1)氧化亚铜(Cu₂O) 是红色固体，能与稀硫酸发生如下反应: 。

（提出问题）已知实验后试管中的红色固体含有单质铜，是否还含有氧化亚铜(Cu₂O) 呢?

（实验验证）取试管中的红色固体少量于试管中，加入_________溶液，试管中出现__________，证明固体中确实含有Cu₂O。

(2)从定量计算角度判断测定表格中的四个数据:①若只有CO₂生成，理论上m₄- m₃______m₁-m₂(选填“>”、“<”或“=”)，A中发生反应的化学方程式是_____________，实际上生成的气体还有CO，分析产生CO的可能原因(写一个)__________________。

	反应前的质量	反应后的质量
装置A	m1	m2
装置B	m3	m4

②实验结束时先拔掉A处试管口的橡皮塞，再停止对试管加热，其目的是________________。

实验二:同学们对另一份氧化铜样品中氧化铜的含量进行测定。他们称取了20g固体氧化铜样品，用图1所示的装置进行实验，至反应完全(杂质不参与反应，石灰水足量)，测定的部分数据如图2所示:

(1)澄清石灰水的作用是________________。

(2)有同学认为图1装置不够完善，为了防止尾气对空气的污染，应该把图1装置中的盛有澄清石灰水的装置换成下列____________装置(填字母序号)。

(3)用补救后的装置进行此实验，加热前先通一会儿一氧化碳的目的是________________。

(4)图2中M点的含义是________________。

(5)该样品中氧化铜的质量分数为________________。

(6)本实验中其他条件不变，只把CO换为H₂进行实验，所得氧化铜样品中氧化铜的质量分数为_________(填“相同”或“不相同”)。

Answer

稀硫酸 溶液变蓝色 = 2CuO+C 2Cu+CO2↑ 碳和二氧化碳在高温条件下反应生成一氧化碳 防止B中的澄清石灰水倒吸，使热的试管炸裂 判断反应的开始和停止并检验二氧化碳气体 ABD 排出装置内的空气，防止加热时发生爆炸 样品中氧化铜已完全反应 80% 相同

【解析】

根据铜不与稀硫酸反应，而氧化亚铜能与稀硫酸反应生成蓝色溶液硫酸铜，确定实验后试管中的红色固体中是否含有氧化亚铜。

实际上生成的气体还有CO，产生CO的可能原因是碳和二氧化碳在高温条件下反应生成一氧化碳。

[实验验证]氧化亚铜能与稀硫酸反应生成硫酸铜，故取a中的红色固体少量于试管中，加入稀硫酸，试管中出现溶液变蓝色，证明固体中确实含有Cu2O。

故填：稀硫酸；溶液变蓝色；

（2）①若只有CO2生成，m4-m3和m1-m2都是反应生成的二氧化碳质量，因此（m4-m3）=（m1-m2）；此时A中氧化铜和碳反应生成铜和二氧化碳，发生反应的化学方程式是：2CuO+C 2Cu+CO2↑；实际上生成的气体还有CO，产生CO的可能原因是碳和二氧化碳在高温条件下反应生成一氧化碳。

故填：=；2CuO+C 2Cu+CO2↑；碳和二氧化碳在高温条件下反应生成一氧化碳；

②实验结束时先拔掉A处试管口的橡皮塞，再停止对试管加热，其目的是防止B中的澄清石灰水倒吸，使热的试管炸裂。

故填：防止B中的澄清石灰水倒吸，使热的试管炸裂；

实验二：（1）由于反应生成的二氧化碳能与氢氧化钙反应生成了碳酸钙沉淀，有明显的现象，所以澄清石灰水的作用是通过其现象判断反应的开始和停止并检验二氧化碳气体。

故填：判断反应的开始和停止并检验二氧化碳气体；

（2）为了防止尾气对空气的污染，应该把图1装置中的盛有澄清石灰水的装置换成下列：A（澄清石灰水检验二氧化碳，氢氧化钠溶液吸收二氧化碳，气囊收集一氧化碳）、B（澄清石灰水检验二氧化碳，氢氧化钠溶液吸收二氧化碳，酒精灯点燃一氧化碳）、D（澄清石灰水检验二氧化碳，氢氧化钠溶液吸收二氧化碳，同时收集一氧化碳）。
故填：ABD；

（3）用补救后的装置进行此实验，加热前先通一会儿一氧化碳的目的是排出装置内的空气，防止加热时发生爆炸。

故填：排出装置内的空气，防止加热时发生爆炸；

（4）一氧化碳与氧化铜生成了铜和二氧化碳，固体的质量会减少，当氧化铜完全反应后，质量不再减少，所以图2中M点的含义是：样品中氧化铜已完全反应。

故填：样品中氧化铜已完全反应；

（5）一氧化碳与氧化铜反应生成了铜和二氧化碳，固体的质量减少的质量是氧化铜中的氧元素，所以20g-16.8g=3.2g，3.2克是氧化铜中氧元素的质量。

该样品中氧化铜的质量是：3.2g÷（×100%）=16g
该样品中氧化铜的质量分数是：×100%=80%。

故填：80%；

（6）本实验中其他条件不变，只把CO换为H2进行实验，氢气能与氧化铜反应生成铜和水，通过测定硬质玻璃管中固体A的质量变化也能计算出氧化铜样品中氧化铜的质量分数。

故填：相同。