Question

某同學(xué)對(duì)課本實(shí)驗(yàn)結(jié)論：“葡萄糖與新制氫氧化銅共熱生成紅色的Cu₂O沉淀”提出質(zhì)疑，認(rèn)為紅色沉淀不一定就是氧化亞銅．為了確定紅色沉淀的成分，開展了研究．
（一）提出猜想：

 

．
（二）查閱資料：①Cu₂O屬于堿性氧化物； ②Cu⁺在酸性條件下能發(fā)生自身氧化還原反應(yīng)；③在空氣中灼燒Cu₂O能生成CuO．
（三）制備紅色沉淀：①制備氫氧化銅懸濁液②氫氧化銅懸濁液與葡萄糖共熱．③過(guò)濾、洗滌、低溫烘干得紅色粉末．
（四）紅色沉淀探究
該同學(xué)設(shè)計(jì)了四種方案：
方案Ⅰ：取該紅色粉末溶于足量稀硝酸中，觀察溶液顏色變化．
方案Ⅱ：取該紅色粉末溶于足量稀硫酸中，觀察是否有殘?jiān)��?br />方案Ⅲ：稱得干燥坩堝a g，取紅色粉末置于坩堝中再稱得質(zhì)量為b g，在空氣中充分灼燒至完全變黑，并在干燥器中冷卻，再稱量，反復(fù)多次直到質(zhì)量不變，稱得最后質(zhì)量為c g，比較a、b、c的關(guān)系．
方案Ⅳ：裝置如圖所示：（夾持儀器略去）

試回答下列問(wèn)題：
（1）請(qǐng)你評(píng)價(jià)方案Ⅰ和方案Ⅱ．如果你認(rèn)為該方案合理，請(qǐng)簡(jiǎn)述其工作原理；
如果你認(rèn)為該方案不合理，請(qǐng)簡(jiǎn)述原因．

 

．
（2）方案Ⅲ中，如果a、b、c的關(guān)系符合c=

 

可確認(rèn)紅色粉末是Cu₂O．
（3）方案Ⅳ中，實(shí)驗(yàn)前應(yīng)檢驗(yàn)裝置氣密性，請(qǐng)簡(jiǎn)述如何檢驗(yàn)．

 

．
（4）方案Ⅳ中，要測(cè)定紅色粉末的成分，必須測(cè)定下列哪些物理量

 

（填序號(hào)）．
①通入氫氣體積   ②反應(yīng)前，紅色粉末+雙通管的總質(zhì)量  ③實(shí)驗(yàn)前干燥管的質(zhì)量④完全反應(yīng)后，紅色粉末+雙通管的總質(zhì)量  ⑤雙通管的質(zhì)量  ⑥鋅粒質(zhì)量  ⑦稀硫酸的物質(zhì)的量濃度  ⑧實(shí)驗(yàn)后干燥管的質(zhì)量 ⑨實(shí)驗(yàn)條件下的大氣壓強(qiáng)和室溫
（5）有人提出，在氫氣發(fā)生器與雙通管之間應(yīng)加一個(gè)干燥裝置，你認(rèn)為

 

（選填“需要”或“不需要”），簡(jiǎn)述理由

 

．

Answer 1

分析：（一）提出猜想：Cu或Cu₂O都為紅色，可能為純凈物，也可能為二者的混合物；
（四）紅色沉淀成分探究：
（1）因?yàn)闊o(wú)論是Cu₂O或Cu或二者混合物都可被硝酸溶解，現(xiàn)象相同，方案Ⅱ設(shè)計(jì)也不合理，因?yàn)镃u₂O或Cu或二者混合物溶于足量稀硫酸中，都有殘?jiān)��?br />（2）根據(jù)銅元素守恒知識(shí)來(lái)計(jì)算回答；
（3）使整個(gè)裝置形成密閉系統(tǒng)，把末端導(dǎo)管浸入水中，微熱，觀察末端導(dǎo)管的現(xiàn)象；
（4）根據(jù)化學(xué)反應(yīng)前后紅色固體物質(zhì)的質(zhì)量變化可以判斷物質(zhì)的組成情況；
（5）銅粉會(huì)吸濕，這樣會(huì)干擾試驗(yàn)結(jié)果．

解答：解：（一）步驟一、緊緊圍繞“紅色”來(lái)猜想，因?yàn)殂~也是紅色的，所以紅色沉淀可能是Cu、Cu₂O或者二者混合物，假設(shè)①：紅色沉淀成分為Cu；假設(shè)②：紅色沉淀成分為Cu₂O；假設(shè)③：紅色沉淀成分為Cu和Cu₂O，
故答案為：紅色沉淀可能是銅、氧化亞銅或兩者的混合物；
（四）紅色沉淀成分探究：
（1）因?yàn)闊o(wú)論是Cu₂O或Cu或二者混合物都可被硝酸溶解，現(xiàn)象相同，方案Ⅱ設(shè)計(jì)也不合理，因?yàn)镃u₂O或Cu或二者混合物溶于足量稀硫酸中，都有殘?jiān)��?br />故答案為：方案Ⅰ不合理，銅和氧化亞銅都能和硝酸生成Cu²⁺；方案Ⅱ不合理，Cu⁺在酸性條件下能發(fā)生自身氧化還原反應(yīng)，也生成了銅單質(zhì)；
（2）根據(jù)銅元素守恒，則  Cu₂O～2CuO
                     144     160
                     b-a      c-a
解得c=

10b-a

9

，
故答案為：

10b-a

9

；
（3）使整個(gè)裝置形成密閉系統(tǒng)，把末端導(dǎo)管浸入水中，微熱或用手捂熱，觀察末端導(dǎo)管的現(xiàn)象：如果導(dǎo)管口有氣泡放出，松開手，導(dǎo)管口能形成一段水柱，可證明氣密性良好；
故答案為：在干燥管末端接上導(dǎo)管浸入水中，關(guān)閉分液漏斗活塞，用手捂住錐形瓶，如果導(dǎo)管口有氣泡放出，松開手，導(dǎo)管口能形成一段水柱，可證明氣密性良好；
（4）根據(jù)化學(xué)反應(yīng)前后紅色固體物質(zhì)的質(zhì)量變化可以判斷物質(zhì)的組成情況，故答案為：②③⑤；
（5）在氫氣發(fā)生器與硬質(zhì)試管之間應(yīng)加一個(gè)干燥裝置，讓銅粉在氫氣流中冷卻，杜絕銅粉的吸濕，
故答案為：反應(yīng)后，應(yīng)讓銅粉在氫氣流中冷卻，如沒(méi)有干燥管，銅粉將吸濕．

點(diǎn)評(píng)：本題是一道探究物質(zhì)組成的題目，要求學(xué)生具有分析和解決問(wèn)題的能力，難度較大．