Question

14．實驗室用H₂還原CuO得到紅色固體Cu，但其中是否含有Cu₂O（紅色），某研究性學習小組進行了認真的探究
【查閱資料】
①無水CuSO₄遇水變藍；
②高溫灼燒Cu首先會生成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
④Cu₂O與稀H₂SO₄反應：Cu₂O+H₂SO₄═Cu+CuSO₄+H₂O
【設計實驗方案】
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玻璃管，擬通過干燥管中CuSO₄變藍來判斷紅色固體是否含有Cu₂O，為確保探究的科學、合理、安全，實驗中還應采取的措施有①②④（填序號）
①加熱前先排盡裝置中的空氣②在氫氣發(fā)生器與硬質玻璃管之間加一個干燥裝置
③在硬質玻璃管和無水硫酸銅干燥管之間加一個干燥裝置；
④在盛有無水硫酸銅的干燥管后再連接一個裝有濃硫酸的洗氣瓶．
方案3：取一定質量為a克的干燥坩堝，將紅色固體置于坩堝中稱得總質量為b克，在空氣中高溫灼燒至質量恒定，稱量最后坩堝與固體總質量為c克，若確認紅色固體中含有Cu₂O，則c與a，b應符合的數(shù)字關系式為c+0.25a＜1.25b．

Answer 1

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

解答 解：方案1：
銅不能和稀硫酸反應，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)生器與硬質玻璃管之間加一個干燥裝置，以除去氫氣中的水蒸氣，以免影響對生成物水的檢驗；
③在硬質玻璃管和無水硫酸銅干燥管之間加一個干燥裝置時，會影響對生成物水的檢驗；
④在盛有無水硫酸銅的干燥管后再連接一個裝有濃硫酸的洗氣瓶，以免空氣中的水蒸氣影響實驗結果；
因此為確保探究的科學、合理、安全，實驗中還應采取的措施有①②④．
故填：①②④．
方案3：
假設紅色固體全部是銅，設反應生成氧化銅質量為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，
若確認紅色固體中含有Cu₂O，則（c-a）g＜1.25（b-a）g，即c與a，b應符合的數(shù)字關系式是c+0.25a＜1.25b，
故填：c+0.25a＜1.25b．

點評 本題主要考查學生運用假設法和化學方程式進行計算和推斷的能力，計算時要注意規(guī)范性和準確性．