Question

14．實(shí)驗(yàn)室用H₂還原CuO得到紅色固體Cu，但其中是否含有Cu₂O（紅色），某研究性學(xué)習(xí)小組進(jìn)行了認(rèn)真的探究
【查閱資料】
①無水CuSO₄遇水變藍(lán)；
②高溫灼燒Cu首先會(huì)生成CuO，CuO繼續(xù)生成Cu₂O和O₂；
③Cu₂O和空氣中的成分在高溫和常溫下均不反應(yīng)
④Cu₂O與稀H₂SO₄反應(yīng)：Cu₂O+H₂SO₄═Cu+CuSO₄+H₂O
【設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案】
方案1：將該紅色固體加入稀H₂SO₄中，若現(xiàn)象為部分固體溶解，溶液由無色變成藍(lán)色，則紅色固體中含有Cu₂O．
方案2：裝置如圖所示，將紅色固體裝入硬質(zhì)玻璃管，擬通過干燥管中CuSO₄變藍(lán)來判斷紅色固體是否含有Cu₂O，為確保探究的科學(xué)、合理、安全，實(shí)驗(yàn)中還應(yīng)采取的措施有①②④（填序號(hào)）
①加熱前先排盡裝置中的空氣②在氫氣發(fā)生器與硬質(zhì)玻璃管之間加一個(gè)干燥裝置
③在硬質(zhì)玻璃管和無水硫酸銅干燥管之間加一個(gè)干燥裝置；
④在盛有無水硫酸銅的干燥管后再連接一個(gè)裝有濃硫酸的洗氣瓶．
方案3：取一定質(zhì)量為a克的干燥坩堝，將紅色固體置于坩堝中稱得總質(zhì)量為b克，在空氣中高溫灼燒至質(zhì)量恒定，稱量最后坩堝與固體總質(zhì)量為c克，若確認(rèn)紅色固體中含有Cu₂O，則c與a，b應(yīng)符合的數(shù)字關(guān)系式為c+0.25a＜1.25b．

Answer 1

分析 氧化亞銅和稀硫酸反應(yīng)生成硫酸銅、銅和水，硫酸銅溶液是藍(lán)色溶液；
氫氣是可燃性氣體，和空氣或氧氣混合達(dá)到一定程度時(shí)遇明火會(huì)發(fā)生爆炸；
加熱條件下，銅能和空氣中的氧氣反應(yīng)生成氧化銅．

解答 解：方案1：
銅不能和稀硫酸反應(yīng)，將該紅色固體加入稀H₂SO₄中，若部分固體溶解，溶液由無色變成藍(lán)色，則紅色固體中含有Cu₂O．
故填：部分固體溶解，溶液由無色變成藍(lán)色．
方案2：
①加熱前先排盡裝置中的空氣，以免發(fā)生爆炸，從而確保安全；
②在氫氣發(fā)生器與硬質(zhì)玻璃管之間加一個(gè)干燥裝置，以除去氫氣中的水蒸氣，以免影響對(duì)生成物水的檢驗(yàn)；
③在硬質(zhì)玻璃管和無水硫酸銅干燥管之間加一個(gè)干燥裝置時(shí)，會(huì)影響對(duì)生成物水的檢驗(yàn)；
④在盛有無水硫酸銅的干燥管后再連接一個(gè)裝有濃硫酸的洗氣瓶，以免空氣中的水蒸氣影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果；
因此為確保探究的科學(xué)、合理、安全，實(shí)驗(yàn)中還應(yīng)采取的措施有①②④．
故填：①②④．
方案3：
假設(shè)紅色固體全部是銅，設(shè)反應(yīng)生成氧化銅質(zhì)量為x，
2Cu+O₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CuO，
128              160
（b-a）g        x
$\frac{128}{（b-a）g}$=$\frac{160}{x}$，
x=1.25（b-a）g，
若確認(rèn)紅色固體中含有Cu₂O，則（c-a）g＜1.25（b-a）g，即c與a，b應(yīng)符合的數(shù)字關(guān)系式是c+0.25a＜1.25b，
故填：c+0.25a＜1.25b．

點(diǎn)評(píng) 本題主要考查學(xué)生運(yùn)用假設(shè)法和化學(xué)方程式進(jìn)行計(jì)算和推斷的能力，計(jì)算時(shí)要注意規(guī)范性和準(zhǔn)確性．