H2與CuO反應(yīng)可生成單質(zhì)銅或氧化亞銅(Cu2O),實驗小組探究反應(yīng)產(chǎn)物中單質(zhì)銅含量的影響因素。
【查閱資料】幾種含銅物質(zhì)的性質(zhì)如下表:
物質(zhì) |
物理性質(zhì) |
與稀硫酸的反應(yīng) |
銅 |
紅色固體,不溶于水 |
不反應(yīng) |
氧化銅 |
黑色固體,不溶于水 |
CuO+H2SO4═CuSO4+H2O |
氧化亞銅 |
紅色固體,不溶于水 |
Cu2O+H2SO4=Cu+CuSO4+H2O |
硫酸銅 |
溶于水,溶液呈藍色 |
不反應(yīng) |
(1)生成銅的反應(yīng)為CuO+H
2Cu+H
2O;配平生成Cu
2O的化學(xué)方程式:
2
2
CuO+
1
1
H
2 1
1
Cu
2O+
1
1
H
2O。
【進行實驗】
利用如圖裝置,在下表所示的不同條件下,分別取等質(zhì)量的CuO,向其中持續(xù)通入H
2,反應(yīng)一定時間,觀察到固體大部分變?yōu)榧t色。冷卻、測定所得固體中單質(zhì)銅的含量,記錄測定結(jié)果。
序號 |
反應(yīng)溫度/℃ |
反應(yīng)時間/min |
H2純度/% |
單質(zhì)銅的含量/% |
① |
320 |
30 |
100 |
58 |
② |
400 |
x |
100 |
90 |
③ |
450 |
30 |
100 |
96 |
④ |
320 |
20 |
100 |
60 |
⑤ |
320 |
40 |
100 |
82 |
⑥ |
320 |
20 |
50 |
58 |
⑦ |
320 |
20 |
25 |
40 |
【解釋與結(jié)論】
(2)實驗①②③可探究反應(yīng)溫度對單質(zhì)銅的含量的影響,②中x=
30
30
。
(3)探究反應(yīng)時間對單質(zhì)銅的含量影響的實驗是
①④⑤
①④⑤
(填序號)。
(4)由實驗④⑥⑦得出的結(jié)論是
當反應(yīng)溫度為 320℃,反應(yīng)時間為 20 min,氫氣純度在 25%-100%時,氫氣純度越高,所得固體中單質(zhì)銅含量越高
當反應(yīng)溫度為 320℃,反應(yīng)時間為 20 min,氫氣純度在 25%-100%時,氫氣純度越高,所得固體中單質(zhì)銅含量越高
。
【反思與評價】
(5)甲同學(xué)利用資料設(shè)計實施實驗,證明反應(yīng)后固體中含有Cu
2O:取少量實驗所得固體于試管中,滴加足量
稀硫酸
稀硫酸
,充分反應(yīng)后觀察到試管底部有紅色固體,溶液呈藍色。
(6)乙同學(xué)認為甲同學(xué)的方案不嚴謹,理由是
氧化銅沒有完全反應(yīng),銅不能和稀硫酸反應(yīng),氧化銅和稀硫酸反應(yīng)生成硫酸銅和水,也能夠觀察到試管底部有紅色固體,溶液呈藍色,不能證明一定含有氧化亞銅
氧化銅沒有完全反應(yīng),銅不能和稀硫酸反應(yīng),氧化銅和稀硫酸反應(yīng)生成硫酸銅和水,也能夠觀察到試管底部有紅色固體,溶液呈藍色,不能證明一定含有氧化亞銅
。