Question

【題目】某研究性學習小組的同學通過查閱資料獲得兩個信息：一是在CaO存在的條件下，干燥的NaOH與干燥的CH3COONa混合加熱可得到CH4；二是在加熱條件下CH4可還原CuO。他們設計如下裝置(加熱儀器省略)制備CH4、還原CuO并驗證B中有CO2、H2O生成。

(1)為實現(xiàn)上述實驗目的，C、D中的儀器應分別為_______________(填"Ⅰ、Ⅱ"或"Ⅱ、Ⅰ")，Ⅱ中的試劑是________________。

(2)A、B處均需要加熱，實驗中應先加熱______處，表明B中有CO2生成的現(xiàn)象是_________。A中另一種生成物是常見的無機鹽，A中反應的化學方程式為_________。

(3)實驗表明，即使實驗操作、使用試劑完全符合規(guī)范實驗的要求，制備過程中試管仍會出現(xiàn)破裂情況，試分析其原因：________________。

(4)實驗結束后，B中固體全部變成紅色，甲同學通過查閱資料后認為，該固體可能是銅、氧化亞銅或者是二者的混合物，同時查得Cu2O在酸性條件下可轉化為Cu、Cu2+。為確定紅色固體的成分，他設計了如下兩種方法。

①取少量紅色固體于試管中，再向試管中加入足量的稀硫酸，判斷含有Cu2O的現(xiàn)象是________，在常用的酸中，稀硫酸能不能換成稀硝酸_________(填“能”或“不能")，原因是_________。

②稱量所得紅色固體的質量，當固體質量(m)介于___________之間表明紅色固體是Cu與Cu2O的混合物。

Answer 1

【答案】Ⅱ、Ⅰ 無水硫酸銅 A 裝置Ⅰ中溶液變渾濁 CH3COONa +NaOHCH4↑ + Na2CO3 高溫下，NaOH與玻璃中的SiO2發(fā)生反應 得到藍色溶液 不能 硝酸能與銅單質(Cu2O)反應，無法判斷 9.6 g＜m＜10.8g

【解析】

實驗目的是制備CH4、還原CuO并驗證B中有CO2和H2O，裝置A是制備CH4，裝置B是甲烷還原CuO，產生的氣體中有CO2和H2O，先用無水CuSO4檢驗水蒸氣，然后用澄清石灰水中檢驗CO2，據(jù)此分析。

(1)裝置A制備CH4，裝置B是CH4與CuO反應生成CO2、H2O，應先檢驗水，后檢驗CO2，驗證水，常用無水硫酸銅檢驗，現(xiàn)象是白色變?yōu)樗{色，檢驗CO2常用澄清石灰水，如果澄清石灰水變渾濁，則說明含有CO2，因此C中儀器應是II，D中的儀器為I，II中盛放無水硫酸銅；

(2)CH4是可燃性氣體，首先排除裝置中的空氣，防止發(fā)生危險，因此應先加熱A處試管，排出裝置中的空氣，再加熱B處硬質玻璃管，以防止裝置發(fā)生爆炸；根據(jù)(1)的分析，表明B中CO2生成的現(xiàn)象是裝置I中溶液變渾濁；可先寫出CH3COONa + NaOH CH4↑，根據(jù)質量守恒、原子守恒確定另外一種無機鹽是Na2CO3；

(3)玻璃中含有SiO2，高溫下NaOH可與玻璃中的SiO2反應，導致玻璃成分改變、試管破裂；

(4)①根據(jù)Cu2O在酸性條件下可轉化為Cu、Cu2＋，Cu單質不能與稀酸反應，因此判斷有Cu2O存在，就需要使用能與Cu2O反應但不能與Cu反應的酸，通過觀察溶液變藍色，確定有Cu2O，因此可以用稀硫酸，由于硝酸能與銅單質(Cu2O)反應，無法判斷，所以不能用稀硝酸；

②當生成的固體只有單質銅時，由CuO～Cu知，固體質量為=9.6g，當固體只有Cu2O時，由2CuO～Cu2O可知，固體質量為=10.8 g，所以當固體質量為9.6g＜m＜10.8g時，表明紅色固體是Cu與Cu2O的混合物。