Question

11．已知：氧化亞銅不溶于水和有機溶劑，但可溶于稀鹽酸、稀硫酸并生成+2價銅鹽和銅單質．氧化亞銅在干燥的空氣中穩(wěn)定，但在潮濕空氣中被緩慢氧化為氧化銅．實驗室用葡萄糖還原新制氫氧化銅制備氧化亞銅時，可能會有少量氧化銅生成．某校化學興趣小組對氧化亞銅進行如下實驗探究：
Ⅰ．用還原法制備氧化亞銅．
（1）用葡萄糖還原新制氫氧化銅懸濁液制取氧化亞銅時，實驗現(xiàn)象是加熱后沉淀由藍色變紅色．
（2）該小組同學用此法制取并分離處氧化亞銅固體，實驗中用到的比例儀器除試管，膠頭滴管、酒精燈、燒杯外，還有漏斗、玻璃棒．
Ⅱ．檢驗樣品中是否含有氧化銅．
（3）該小組同學將制得的氧化亞銅樣品溶于足量稀硫酸．甲同學認為若溶液變?yōu)樗{色，則說明樣品中含所有氧化銅雜質．乙同學認為此推論不合理，原因是（用化學方程式表示）Cu₂O+H₂SO₄═CuSO₄+Cu+H₂O．
（4）丙同學采用如圖裝置（所加試劑均足量）進行實驗，通過測定c裝置反應后固體的質量（m₁）以及反應后d裝置增加的質量（m₂），計算確定樣品中是否含有氧化銅．
①裝置a中所加的試劑是稀硫酸；裝置e中堿石灰的作用是防止空氣中水蒸氣進入d中，導致測定生成水的質量不準確． 
②用酒精燈加熱c裝置之前，必須進行的實驗操作是對氫氣進行驗純；熄滅c裝置中的酒精燈之后，仍需通一段時間氫氣至試管冷卻，其原因是防止生成的銅在高溫下被氧化為CuO，導致測定數(shù)據不準確．
③丙同學通過測定和計算證明氧化亞銅中不含氧化銅，則m₁和m₂應滿足的關系是9m₁=64m₂（用含m₁和m₂的代數(shù)式表示）

Answer 1

分析 Ⅰ、（1）葡萄糖分子中含有醛基，可以被新制氫氧化銅氧化生成葡萄糖酸，氫氧化銅被還原為紅色氧化亞銅沉淀；
（2）制備氧化亞銅需要在試管中的葡萄糖中用膠頭滴管滴加新制氫氧化銅濁液加熱生成，分離出氫氧化亞銅用過濾操作分離需要燒杯、玻璃棒、漏斗等；
Ⅱ、（3）氧化亞銅不溶于水和有機溶劑，但可溶于稀鹽酸、稀硫酸并生成+2價銅鹽和銅單質，氧化亞銅也和硫酸發(fā)生氧化還原反應生成硫酸銅溶液顯藍色；
（4）①防止酸的揮發(fā)，應選用難揮發(fā)性的酸；裝置e中堿石灰的作用是防止空氣中的水進入d裝置；
②打開K₁，關閉K₂，通一段時間氫氣后驗純，驗純后應保持氣體能通過d裝置，使生成的水全部被d裝置吸收，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入氧化生成的銅，測定結果產生誤差．
③通過測定和計算證明氧化亞銅中不含氧化銅的方法是依據元素守恒，結合Cu₂O和H₂反應生成Cu和H₂O，依據化學方程式中的定量關系計算判斷．

解答 解：Ⅰ、（1）葡萄糖還原法制Cu₂O是利用葡萄糖中醛基被氫氧化銅氧化生成葡萄糖酸，氧化亞銅和水，制取氫氧化銅可用可溶性銅鹽和強堿反應，葡萄糖還原法制Cu₂O的化學方程式為，反應的現(xiàn)象是加熱后沉淀由藍色變紅色；
故答案為：加熱后沉淀由藍色變紅色；
（2）新制氫氧化銅氧化乙醛實驗需要加熱，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、（3）氧化亞銅也和硫酸發(fā)生氧化還原反應生成硫酸銅溶液顯藍色，反應的化學方程式為Cu₂O+H₂SO₄=CuSO₄+Cu+H₂O，
故答案為：Cu₂O+H₂SO₄=CuSO₄+Cu+H₂O；
（4）①d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入d裝置，m（H₂O）測定不準確；
故答案為：稀硫酸；防止空氣中水蒸氣進入d中，導致測定生成水的質量不準確；
②裝置中氫氣若混有空氣加熱或點燃會發(fā)生爆炸，需要對可燃性氣體進行驗純，打開K₁，關閉K₂，通一段時間氫氣后驗純，驗純后應保持氣體能通過d裝置，使生成的水全部被d裝置吸收，灼熱的銅和氧氣會發(fā)生反應生成氧化銅，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入氧化生成的銅，測定結果產生誤差，
故答案為：對氫氣進行驗純；防止生成的銅在高溫下被氧化為CuO，導致測定數(shù)據不準確；
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，反應后剩余固體（Cu）的質量為m1，生成水的質量為d裝置增加的質量m₂，反應的化學方程式為Cu₂O+H₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2Cu+H₂O，
2Cu～H₂O
2     1
$\frac{{m}_{1}}{64}$   $\frac{{m}_{2}}{18}$
得到9m₁=64m₂，
故答案為：9m₁=64m₂．

點評 本題以銅的化合物為載體，考查了實驗基礎知識和計算技能．答題時要注意題目要求，如要求填“玻璃儀器”、化學式等，實驗過程分析和物質性質是解題關鍵，題目難度中等．