Question

某化學(xué)課外興趣小組探究氫氣還原氧化銅的反應(yīng)，有如下實(shí)驗(yàn)裝置：

⑴上述A裝置可用于實(shí)驗(yàn)室制取氫氣和二氧化碳，請(qǐng)分別寫出實(shí)驗(yàn)室制取氫氣和二氧化碳的化學(xué)方程式                            ；                                   。
⑵請(qǐng)你參與探究氫氣還原氧化銅得到的紅色固體的成分，完成下列各題：
已知信息：Ⅰ．Cu和Cu₂O均為不溶于水的紅色固體；Ⅱ．Cu₂O+H₂SO₄=CuSO₄+Cu+H₂O
提出問題：紅色固體含有什么物質(zhì)？
①猜想假設(shè)：
假設(shè)一：紅色固體只含有Cu；假設(shè)二：紅色固體只含Cu₂O；
假設(shè)三：                                  （請(qǐng)補(bǔ)充完成假設(shè)三）。
②實(shí)驗(yàn)探究：（填寫表中空格）

實(shí)驗(yàn)操作	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	實(shí)驗(yàn)結(jié)論
a．取少量紅色固體加入到足量硫酸溶液中	無明顯現(xiàn)象	假設(shè)        成立
b．取少量紅色固體加入到足量硫酸溶液中		假設(shè)二和假設(shè)三均成立

 
③數(shù)據(jù)處理：甲同學(xué)稱取Wg紅色固體加入到足量硫酸溶液中使其充分反應(yīng)后，     （填操作名稱）、洗滌、干燥，稱量剩余紅色固體質(zhì)量為mg，通過計(jì)算，若m       （選填>、<或=），則假設(shè)二成立；若m       （選填>、<或=），則假設(shè)三成立。
④交流與反思：只要假設(shè)合理，實(shí)驗(yàn)方法正確，根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和數(shù)據(jù)就能得出結(jié)論。

Answer 1

⑴Zn+H₂SO₄=ZnSO₄+H₂↑；CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑
⑵①紅色固體含有Cu和Cu₂O兩種物質(zhì)； ②一；溶液由無色變?yōu)樗{(lán)色  ③過濾；＝；>

試題分析：（1）實(shí)驗(yàn)室常用鋅粒與稀硫酸反應(yīng)制取氫氣，同時(shí)還生成硫酸鋅，故反應(yīng)的化學(xué)方程式為Zn+H₂SO₄=ZnSO₄+H₂↑；實(shí)驗(yàn)室常用石灰石或大理石與稀鹽酸反應(yīng)制取二氧化碳，同時(shí)還生成氯化鈣和水，故反應(yīng)的化學(xué)方程式為CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑。
（2）①根據(jù)題意，氫氣還原氧化銅有可能生成銅或氧化亞銅，故可猜想反應(yīng)后的生成物為：銅、或氧化亞銅、或銅與氧化亞銅的混合物。
②由于銅屬于H后金屬，故稀硫酸不能與銅發(fā)生反應(yīng)；而根據(jù)資料可知，氧化亞銅能與稀硫酸反應(yīng)生成銅、硫酸銅和水；因此，當(dāng)取少量紅色固體加入到足量硫酸溶液中，a若無現(xiàn)象時(shí)，說明固體中只含有銅；而b若溶液變成藍(lán)色時(shí)，則說明紅色固體中含有氧化亞銅，即假設(shè)二和假設(shè)三均成立。
③根據(jù)題意，要從溶液中得到不溶于液體的剩余的紅色固體，需先進(jìn)行過濾，然后再洗滌、干燥。
若假設(shè)二成立，則紅色固體中只含Cu₂O，那么Wg紅色固體（Cu₂O）都能與足量稀硫酸反應(yīng)，據(jù)此，根據(jù)Cu₂O的質(zhì)量Wg，可計(jì)算出剩余固體（Cu）m的質(zhì)量。
解，假設(shè)Wg紅色固體全部是Cu₂O，反應(yīng)后生成銅的質(zhì)量為m，則
Cu₂O+H₂SO₄=Cu+CuSO₄+H₂O
144       64
W        m
144：64=W：m
解得，m=
即當(dāng)m=時(shí)，假設(shè)二成立。    
若m＞時(shí)，則說明紅色固體中原本就含有銅，所以假設(shè)三成立。
點(diǎn)評(píng)：對(duì)于驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)探究，要熟記物質(zhì)的性質(zhì)或變化規(guī)律，根據(jù)給出的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、分析和探究，并通過觀察、記錄和分析的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，來驗(yàn)證該物質(zhì)的性質(zhì)或變化規(guī)律等。