Question

4．氧化亞銅是大型水面艦艇防護(hù)涂層的重要原料．某小組通過查閱資料，進(jìn)行如圖研究．
I．Cu2O的制取
資料：
1．氧化亞銅：化學(xué)式Cu₂O，紅色至紅褐色結(jié)晶或粉末，不溶于水及有機(jī)溶劑，可溶于稀鹽酸、稀硫酸等，在稀硫酸中歧化為二價銅和銅單質(zhì)．氧化亞銅在1800℃時分解，在干燥空氣中穩(wěn)定，但在潮濕空氣中被慢慢氧化為2．氧化銅．氧化亞銅主要用于制造船底防污漆、殺蟲劑…
葡萄糖還原法制備氧化亞銅：將葡萄糖與新制氫氧化銅懸濁液混合后進(jìn)行反應(yīng)，生成氧化亞銅，條件控制不當(dāng)時會有少量氧化銅生成．
（1）葡萄糖還原法制Cu₂O的化學(xué)方程式為
+NaOH$\stackrel{△}{→}$+Cu₂O+3H₂O．實驗室用此方法制取并獲得少量Cu₂O固體，需要的玻璃儀器除試管、酒精燈、燒杯、膠頭滴管外，還需要漏斗、玻璃棒
Ⅱ．檢驗樣品中是否含有CuO
方案1：將制得的Cu₂O樣品溶于足量稀硫酸．
（2）甲同學(xué)認(rèn)為若溶液變藍(lán)，則說明樣品中含有CuO雜質(zhì)．乙同學(xué)認(rèn)為此推理不合理，用離子反應(yīng)方程式解釋原因：Cu₂O+H₂SO₄=CuSO₄+Cu+H₂O．
（3）甲同學(xué)通過反思，認(rèn)為將定性檢驗改為定量測定便能確定樣品中是否含有CuO雜質(zhì)，在方案（1）實驗基礎(chǔ)上急速定量研究，應(yīng)測量的數(shù)據(jù)有Cu₂O樣品的質(zhì)量、反應(yīng)后剩余固體（Cu）的質(zhì)量
方案2：丙同學(xué)認(rèn)為采用如下裝置（所加藥品均足量）進(jìn)行實驗，通過測定c裝置反應(yīng)后固體的質(zhì)量以及d裝置反應(yīng)前后增重的質(zhì)量進(jìn)行計算，從而確定樣品中是否含有氧化銅．

（4）裝置a中所加的酸是H₂SO₄（填化學(xué)式），裝置e中堿石灰的作用是防止空氣中的水進(jìn)入d裝置，m（H₂O）測定不準(zhǔn)確．
（5）點燃裝置c中酒精燈之前需進(jìn)行的操作是打開K₁，關(guān)閉K₂，通一段時間氫氣后驗純，再打開K₂，關(guān)閉K₁．
（6）熄滅酒精燈之后，仍需通一段時間氣體至硬質(zhì)玻璃管冷卻，原因是防止生成的Cu單質(zhì)在高溫下又被氧氣氧化為CuO，導(dǎo)致測定數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確．

Answer 1

分析 Ⅰ．（1）葡萄糖與新制氫氧化銅反應(yīng)需要加熱，生成氧化亞銅沉淀，需要經(jīng)過過濾操作進(jìn)行分離；
Ⅱ．方案1：（2）氧化亞銅也和硫酸發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成硫酸銅，溶液顯藍(lán)色，同時生成Cu單質(zhì)；
（3）將定性檢驗改為定量測定便能確定樣品中是否含有CuO雜質(zhì)，應(yīng)測量的數(shù)據(jù)是氧化亞銅樣品質(zhì)量和反應(yīng)生成銅的質(zhì)量，通過化學(xué)方程式計算分析；
方案2：a裝置產(chǎn)生氫氣，b裝置干燥氫氣，c裝置中氫氣與銅的氧化物反應(yīng)置換出Cu，d裝置吸收水，可以測定生成水的質(zhì)量，裝置e中堿石灰的作用是防止空氣中的水進(jìn)入d裝置，影響水質(zhì)量測定；
（4）a裝置產(chǎn)生氫氣，應(yīng)防止酸的揮發(fā)，應(yīng)選用難揮發(fā)性的酸；
（5）點燃裝置c中酒精燈之前需檢驗氫氣的純度；
（6）熄滅酒精燈之后，仍需通一段時間H₂至試管冷卻是防止空氣進(jìn)入氧化生成的銅，測定結(jié)果產(chǎn)生誤差．

解答 解：Ⅰ．（1）葡萄糖與新制氫氧化銅反應(yīng)需要加熱，故所需玻璃儀器為試管、酒精燈，分離生成的氧化亞銅沉淀，需要進(jìn)行過濾操作，所需玻璃儀器為漏斗、玻璃棒、燒杯，
故答案為：漏斗、玻璃棒；
Ⅱ．方案1：（2）氧化亞銅也和硫酸發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成硫酸銅，溶液顯藍(lán)色，同時生成Cu單質(zhì)，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：Cu₂O+H₂SO₄=CuSO₄+Cu+H₂O，
故答案為：Cu₂O+H₂SO₄=CuSO₄+Cu+H₂O；
（3）將定性檢驗改為定量測定便能確定樣品中是否含有CuO雜質(zhì)，應(yīng)測量的數(shù)據(jù)是Cu₂O樣品的質(zhì)量、反應(yīng)后剩余固體（Cu）的質(zhì)量；
故答案為：Cu₂O樣品的質(zhì)量、反應(yīng)后剩余固體（Cu）的質(zhì)量；
方案2：a裝置產(chǎn)生氫氣，b裝置干燥氫氣，c裝置中氫氣與銅的氧化物反應(yīng)置換出Cu，d裝置吸收水，可以測定生成水的質(zhì)量，裝置e中堿石灰的作用是防止空氣中的水進(jìn)入d裝置，影響水質(zhì)量測定；
（4）d裝置中的堿石灰會吸收水和酸性氣體，防止a中酸揮發(fā)，故選難揮發(fā)性酸硫酸，裝置e中堿石灰的作用是防止空氣中的水進(jìn)入d裝置，m（H₂O）測定不準(zhǔn)確；
故答案為：H₂SO₄；防止空氣中的水進(jìn)入d裝置，m（H₂O）測定不準(zhǔn)確；
（5）點燃裝置c中酒精燈之前需檢驗氫氣的純度，驗純后應(yīng)保持氣體能通過d裝置，使生成的水全部被d裝置吸收，具體操作：打開K₁，關(guān)閉K₂，通一段時間氫氣后驗純，再打開K₂，關(guān)閉K₁，
故答案為：打開K₁，關(guān)閉K₂，通一段時間氫氣后驗純，再打開K₂，關(guān)閉K₁；
（6）灼熱的銅和氧氣會發(fā)生反應(yīng)生成氧化銅，所以熄滅酒精燈之后，仍需通一段時間H₂至試管冷卻是防止空氣進(jìn)入氧化生成的銅，測定結(jié)果產(chǎn)生誤差；
故答案為：防止生成的Cu單質(zhì)在高溫下又被氧氣氧化為CuO，導(dǎo)致測定數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確．

點評 本題考查實驗制備方案，是對學(xué)生綜合能力的考查，側(cè)重考查學(xué)生對原理、裝置分析評價，難度中等．