Question

单质铜及其化合物一般都具有特殊的颜色，如

Cu	Cu2O	CuO	Cu（OH）2	CuSO4·5H2O
红色（或紫红色）	红色（或砖红色）	黑色	蓝色	蓝色

某学校学习小组甲为检测实验室用H₂还原CuO所得红色固体中是否含有Cu₂O，进行了认真的研究。

Ⅰ.查阅资料得出下列信息：

①Cu₂O属于碱性氧化物；

②高温灼烧CuO生成Cu₂O；

③Cu₂O在酸性条件下能发生反应：Cu₂O＋2H^＋=Cu＋Cu^2＋＋H₂O。

Ⅱ.设计实验方案：

方案1：取该红色固体溶于足量的稀硝酸中，观察溶液颜色变化。

方案2：取该红色固体溶于足量的稀硫酸中，观察溶液是否呈蓝色。

方案3：称得干燥坩埚的质量为a g，取红色固体置于坩埚中称得总质量为b g，在空气中高温灼烧至质量恒定，称得最后总质量为c g。

（1）写出Cu₂O与稀硝酸反应的化学方程式：__________________。

（2）请你评价方案1和方案2的合理性，并简述理由：

方案1：___________________________。

方案2：___________________________。

（3）方案3中，若确认红色固体中含有Cu₂O，则a、b、c的关系为______________，在该实验方案中最少应进行__________次称量。

Ⅲ.学习小组乙设计了新的探究方案，拟根据干燥管中无水硫酸铜是否变蓝判断红色固体中是否含有Cu₂O，装置如图所示。

（4）该探究方案中检验气体发生装置气密性的方法为：_______________（说明操作方法、现象和结论）。

（5）为确保探究的科学、合理和安全，你认为实验中还应采取的措施有________（填序号）。

A．在氢气发生装置与硬质玻璃管之间增加一个干燥装置

B．加热前先排尽装置中的空气

C．在盛有无水硫酸铜的干燥管后再连接一个装有碱石灰的干燥管

Answer

（1）3Cu2O＋14HNO3=6Cu（NO3）2＋2NO↑＋7H2O（2）不合理，因为铜和氧化亚铜均可溶于稀硝酸形成蓝色溶液；合理，因为氧化亚铜可与稀硫酸反应生成Cu和Cu2＋，导致溶液呈蓝色；（3）8c＜9b－a；4（4）关闭导气管上的活塞，从长颈漏斗往试管中注水，使漏斗中的液面高于试管中的液面，静置一段时间后液面差不变，说明气体发生装置气密性良好；（5）ABC

【解析】

试题分析：（1）硝酸具有强氧化性，Cu2O与稀硝酸反应的化学方程式为3Cu2O＋14HNO3=6Cu（NO3）2＋2NO↑＋7H2O，故答案为：3Cu2O＋14HNO3=6Cu（NO3）2＋2NO↑＋7H2O；

（2）因为铜和氧化亚铜均可溶于稀硝酸形成蓝色溶液，所以方案1不合理；因为氧化亚铜与稀硫酸反应能够生成Cu和Cu2+，导致溶液呈蓝色，所以方案2合理．

（3）设红色试样中含Cu的质量为x，

反应的氧气质量为：（c-a）-（b-a）=c-b，

灼烧过程中发生的反应为：

4Cu+O22Cu2O，

256 32

x c-b

=，

x=8（c-b），

如有Cu2O，则8（c-b）＜b-a，

即c＜；

此实验方案至少要称量如下4次：干燥坩埚质量、坩埚加试样质量、灼烧后坩埚和药品总质量、再灼烧后坩埚和药品总质量（此次应与前一次相同方可，为重复实验，说明已加热至恒重），故填：c＜；4；

（4）检验气体发生装置气密性的方法是：关闭导气管上的活塞，从长颈漏斗中往试管中注水，长颈漏斗中的液面高度高于试管中的液面高度，一段时间液面高度保持不变，说明装置气密性良好，故填：关闭导气管上的活塞，从长颈漏斗中往试管中注水，长颈漏斗中的液面高度高于试管中的液面高度，一段时间液面高度保持不变，说明装置气密性良好．

（5）A、在氢气发生器与硬质玻璃管之间加一个干燥装置，以防导出的氢气中含有的水蒸气影响实验结果；B、加热前先排尽装置中的空气，以防发生爆炸，同时能够防止空气中的水蒸气影响实验结果；C、在盛有硫酸铜的干燥管后再连接一个装有碱石灰的干燥管，以防空气中的水蒸气进入干燥管中影响实验结果，故填：ABC

考点：考查了实验探究物质的组成成分以及含量；常见气体的检验与除杂方法的相关知识。