Question

某研究性學習小組采用溫和水溶液法，以CuCl₂·2H₂O和H₂C₂O₄·2H₂O為原料合成新穎結構的草酸銅晶體。為進一步探究草酸銅晶體的性質，現將草酸銅晶體在一定條件下加熱分解，對所得氣體產物和紅色固體產物進行實驗和研究。

Ⅰ、用以下裝置檢驗氣體產物的成分。

（1）C裝置的作用是檢驗          ，D裝置的作用是檢驗           。(用化學式回答)
（2）用PdCl₂溶液檢驗CO時發(fā)生反應的化學方程式為______________________________；
（3）D、E兩裝置位置能否互換？為什么？_____________________________________。
（4）若需測定氣體產物的含量，則A裝置能很好地降低實驗誤差，在實驗中，至少有____次使用到A裝置，分別起什么作用？_____________________________。
Ⅱ、對固體產物的成分進行探究
①提出合理假設：
假設1：紅色固體為Cu ；
假設2：紅色固體為Cu₂O ；
假設3：              。
②設計實驗方案證明你的假設(不要在答題卡上作答)
③實驗過程
根據②中方案進行實驗在答題卡上按下表的格式寫出實驗步驟、預期現象與結論。

實驗步驟	預期現象與結論
步驟1：
步驟2：
……

 

Answer 1

Ⅰ、（1）H₂O(1分)、CO₂ (1分)
（2） PdCl₂  +  CO  +  H₂O  =  Pd↓ +  CO₂  +  2HCl (方程式書寫完整2分)
（3）不能，若互換則E裝置中可能產生的CO₂對D裝置中CO₂的檢驗造成干擾。(其他合理答案也可，2分)
（4）2   (1分)
加熱晶體前，通氮氣可除去裝置中的空氣；加熱晶體后，通氮氣可把分解產生的氣體產物全部趕出來。(其他合理答案也可，2分)
Ⅱ、①假設3：紅色固體為Cu₂O和Cu的混合物。(1分)
③實驗過程(每空1分，先檢驗Cu₂O、后檢驗Cu亦可)

實驗步驟	預期現象與結論
步驟1：取適量固體產物于試管中，加入足量濃氨水，充分振蕩使其溶解	若固體產物全部溶解，則假設2成立；若固體產物未全部溶解，則假設1或假設3成立，接著進行下一步實驗。
步驟2：另取適量固體產物于試管中，向其中加入適量稀硫酸溶液，充分振蕩	若溶液變藍色，結合步驟1，則假設3成立； 若溶液未變藍色，結合步驟1，則假設1成立。

 

試題分析：Ⅰ、（1）無水硫酸銅遇水變藍，可用量檢驗H₂O的存在；CO₂通入石灰水變渾濁，可用石灰水檢驗CO₂。
（2）根據資料卡片：CO能與PdCl₂溶液反應生成黑色的鈀粉，可知PdCl₂把CO氧化為CO₂，配平可得方程式：PdCl₂  +  CO  +  H₂O  =  Pd↓ +  CO₂  +  2HCl
（3）不能互換D、E兩裝置位置，如果顛倒順序后，E裝置產生CO₂，會對D對CO₂的檢驗產生干擾。
（4）2次用到A裝置，第一次：加熱晶體前，通氮氣可除去裝置中的空氣；第二次：加熱晶體后，通氮氣可把分解產生的氣體產物全部趕出來。
Ⅱ、①假設3為假設1和假設2的綜合：紅色固體為Cu₂O和Cu的混合物。
③根據題目所給資料卡片：Cu₂O能溶于濃氨水形成絡合物，設計步驟1：取適量固體產物于試管中，加入足量濃氨水，充分振蕩使其溶解。若固體產物全部溶解，說明只含Cu₂O，則假設2成立；若固體產物未全部溶解，則假設1或假設3成立，接著進行下一步實驗。根據Cu₂O與H₂SO₄發(fā)生歧化反應，生成CuSO₄和Cu，設計步驟2：另取適量固體產物于試管中，向其中加入適量稀硫酸溶液，充分振蕩；則若溶液變藍色，結合步驟1，則假設3成立；若溶液未變藍色，結合步驟1，則假設1成立。