學(xué)習(xí)小組發(fā)現(xiàn):不同溫度下,銅絲在空氣中灼燒后的產(chǎn)物與稀硫酸反應(yīng)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象有差異。于是進(jìn)行了更深入的研究。
實(shí)驗(yàn)1:甲同學(xué)將螺旋狀銅絲灼燒至紅熱,冷卻變黑后,再伸入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為25%的稀硫酸中,黑色固體消失,溶液變藍(lán)色,洗凈銅絲;重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)2~3次,溶液藍(lán)色逐漸加深。
實(shí)驗(yàn)2:升高溫度后,乙同學(xué)重復(fù)甲同學(xué)的實(shí)驗(yàn)操作,觀察到溶液中有紅色固體產(chǎn)生,洗凈銅絲;重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)2~3次,紅色固體逐漸增多,過濾后,濾液呈淺藍(lán)色。
【實(shí)驗(yàn)分析】(1)實(shí)驗(yàn)1,溶液變?yōu)樗{(lán)色的原因是
CuO+H2SO4=CuSO4+H2O
CuO+H2SO4=CuSO4+H2O
(用化學(xué)方程式表示)。
【提出問題1】紅色固體是什么?
【查閱資料1】①Cu與O2在高于900℃時(shí)會(huì)反應(yīng)生成紅色的Cu2O。
②Cu2O能與H2SO4發(fā)生反應(yīng):Cu2O+H2SO4=Cu+CuSO4+H2O。
③加熱條件下,Cu2O能與H2反應(yīng)生成Cu和H2O。
【提出猜想】組員對(duì)紅色固體的成分進(jìn)行推測(cè)。
猜想一:紅色固體只有Cu。猜想二:紅色固體只有Cu2O。猜想三:紅色固體有 Cu、Cu2O。
【實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證1】同學(xué)們?nèi)〗?jīng)過干燥的5.0g紅色固體,采用如上圖裝置驗(yàn)證猜想。
(2)連接好裝置,要先 檢查裝置氣密性
檢查裝置氣密性
。
(3)裝置B中濃硫酸的作用是 干燥氫氣
干燥氫氣
。
(4)實(shí)驗(yàn)時(shí),應(yīng)先將產(chǎn)生的氫氣通入裝置C中,待 排盡裝置內(nèi)空氣
排盡裝置內(nèi)空氣
,再開始加熱。
(5)實(shí)驗(yàn)中觀察到現(xiàn)象 D中白色固體變藍(lán)
D中白色固體變藍(lán)
,說明紅色固體中含有Cu2O。加熱足夠長(zhǎng)時(shí)間后,最終剩余4.6g固體。通過分析,請(qǐng)說明猜想三正確的理由 假若只有氧化亞銅固體,則最終固體質(zhì)量應(yīng)為4.4g,小于4.6g
假若只有氧化亞銅固體,則最終固體質(zhì)量應(yīng)為4.4g,小于4.6g
。
【提出問題2】實(shí)驗(yàn)2中有稀硫酸存在的情況下,為什么紅色固體中仍含有Cu2O?
【查閱資料2】Cu2O與H2SO4反應(yīng)的快慢與硫酸的濃度有關(guān)。稀硫酸的濃度越大,Cu2O與H2SO4反應(yīng)越快。
【實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證2】
(6)請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證“稀硫酸的濃度越大,Cu2O與H2SO4反應(yīng)越快”這一結(jié)論。簡(jiǎn)述實(shí)驗(yàn)過程(包括操作和現(xiàn)象):取等質(zhì)量的氧化亞銅,分別加入等體積質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%和40%的稀硫酸,觀察到40%的稀硫酸溶液變藍(lán)的速度明顯高于5%的稀硫酸溶液
取等質(zhì)量的氧化亞銅,分別加入等體積質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%和40%的稀硫酸,觀察到40%的稀硫酸溶液變藍(lán)的速度明顯高于5%的稀硫酸溶液
。(實(shí)驗(yàn)中須使用的試劑:Cu2O、質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%和40%的稀硫酸)
【問題解決】
(7)簡(jiǎn)述有稀硫酸存在時(shí),仍然有Cu2O的原因 隨著Cu2O與H2SO4反應(yīng)生成硫酸銅、銅和水,稀硫酸濃度變小,反應(yīng)變慢,紅色固體中仍含有Cu2O
隨著Cu2O與H2SO4反應(yīng)生成硫酸銅、銅和水,稀硫酸濃度變小,反應(yīng)變慢,紅色固體中仍含有Cu2O
。