物質拓展系列 氧化亞銅

2023-01-03 04:33:03 字數 4061 閱讀 2526

例1.氫氣還原氧化銅生成紅色固體,這些紅色固體是什麼物質?某科學興趣小組查閱資料得知,反應溫度不同,氫氣還原氧化銅的產物可能是cu或cu2o,cu和cu2o均為不溶於水的紅色固體,但氧化亞銅能與稀硫酸反應,化學方程式為:

cu2o + h2so4 ═ cuso4 + cu + h2o。

為**反應後的紅色固體中含有什麼物質?他們提出了以下假設:

假設一:紅色固體只有cu

假設二:紅色固體只有cu2o

假設三:紅色固體中有cu和cu2o

請回答有關問題:

(1)取少量紅色固體,加入足量的稀硫酸,若無明顯現象,則假設成立;若看到溶液變成藍色,且仍有紅色固體,則能否支援假設三選填「能」或「不能」)

(2)現將3克紅色固體加入足量的稀硫酸中,反應後的溶液過濾,稱得烘乾後的濾渣質量為1.4克,則原紅色固體中含有什麼物質

例2.我國勞動人民早在五千年前就會使用木炭煉銅。在化學實驗室裡模擬煉銅,既可用傳統的實驗裝置(見圖甲),又能用改進的微型實驗裝置(見圖乙)。

化學興趣小組採用圖乙裝置,開展以下**活動。

【提出問題】木炭與cuo反應所得紅色固體中含有什麼物質?

【查閱資料】

(1)木炭與cuo的化學反應方程式為若該反應進行的不徹底,產物中還有氧化亞銅(cu2o)。

(2)cu2o是紅色固體,能與稀硫酸反應:cu2o + h2so4 = cu + cuso4 + h2o

【作出猜想】紅色固體的成分:①全部是cu;②全部是cu2o

【實驗**】

(1)取木炭、cuo兩種黑色粉末適量,再加少許cac12(能降低反應溫度,加快反應速率)均勻混合,然後將黑色粉末裝入長柄v形玻璃管的直管內。

(2)按圖乙連好實驗裝置,然後加熱反應物;2分鐘後,黑色粉末出現紅熱現象,同時澄清石灰水 ,此時停止加熱。

(3)待玻璃管冷卻後,提取裡面的紅色固體,進行如下的驗證:

【評價反思】

(1)使用圖乙裝置與使用圖甲裝置相比,其優點是寫出1條即可)。

(2)若要證明cac12是該反應的催化劑,還需要驗證cacl2的

(3)在銅的冶煉史中,我國勞動人民還有一項重大發明就是「濕法煉銅」,該方法可用化學方程式表示為

練習1.定性和定量結合既是化學的重要思想,也是研究物質組成的重要方法。某研究性學習小組為檢測實驗室用h2還原cuo所得紅色固體cu中是否含有cu2o(紅色),進行了認真的研究。

請你一起踏上**之路,回答下列問題。

【查閱資料】①無水cuso4遇水變藍

②高溫灼燒cuo生成cu2o和o2

③cu2o與稀h2so4反應:cu2o + h2so4 = cu + cuso4 + h2o

【設計實驗方案】

方案1:取該紅色固體加入適量稀h2so4,實驗現象為結論為紅色固體中含有cu2o.

方案2:裝置如下圖所示,擬通過乾燥管中cuso4變藍來判斷紅色固體是否含有cu2o。

(1)為確保**的科學、合理、安全。實驗中還應採取的措施有填序號)

①加熱前先排盡裝置中的空氣

②在氫氣發生器與硬質玻璃管之間加乙個乾燥裝置

③在盛有cuso4的乾燥管後再連線乙個裝有濃h2so4的洗氣瓶

由方案2實驗後得出結論:紅色固體中含有cu2o。寫出紅色固體cu2o與h2反應的化學方程式

方案3:稱得乾燥坩堝(常用於固體加熱的容器)的質量為ag,取紅色固體置於坩堝中稱得總質量為bg,在空氣中高溫灼燒至質量恆定,稱得最後坩堝與固體總質量為cg.

(1)該實驗方案最少得進行次稱量;

(2)若確認紅色固體中含有cu2o,則c與a,b應符合的數學關係式為

練習2.某研究性學習小組的同學用電解水的方法測定水的組成後,提出問題:「測定水的組成還有其他的方法嗎?」經過討論後,得到了肯定的答案,邀請你一起對此展開**。

【設計方案】甲同學利用氫氣還原氧化銅的原理和下圖裝置及藥品進行實驗(操作規範)。裝置a中發生反應的化學方程式為洗氣瓶b中濃硫酸的作用為

【實驗**】當玻璃管中固體由黑色轉變為紅色時,實驗測得:①裝置c的玻璃管和其中固體的總質量在反應後減少了1.6g;②裝置d的乾燥管和其中物質的總質量在反應後增加了1.

82g,用此資料算得水中h、o元素的質量比為 ,而由水的化學式算得h、o元素的質量比為 。

【分析交流】針對上述結果與理論值有偏差,乙同學認為:該裝置存在缺陷,此觀點得到了大家的認同,你對此改進的方法是假設生成的水完全被d中鹼石灰吸收,裝置內空氣中的水蒸氣、co2忽略不計)。小組同學用改進後的裝置重新實驗得到了正確結果。

【意外發現】丙同學不小心將反應後的少量紅色固體a灑落到多量稀硫酸中了,發現除了有紅色固體b以外,溶液的顏色由無色變為藍色。

【提出問題】銅與稀硫酸是不反應的,這裡溶液的顏色為什麼會變藍呢?

【查閱資料】①cuo被還原的過程中會有cu2o生成,cu2o也能被還原在cu;

②cu2o是紅色固體,與稀硫酸的反應為:cu2o + h2so4 = cuso4 + cu + h2o。

【得出結論】紅色固體a中含有cu2o。

【分析交流】紅色固體a中含有cu2o是否會影響水組成的測定結果 (填「影響」或「不影響」)。

【提出猜想】針對紅色固體a的成分,小組同學提出猜想①:cu2o和cu;猜想

【拓展**】丁同學利用改進後的裝置及藥品重新實驗,通過測量反應前後固體質量的方法去確定哪種猜想成立,他已稱得:①玻璃管的質量;②反應前紅色固體a和玻璃管的總質量,完全反應後,你認為他還需要稱量的質量。

【教師點撥】稱取一定質量的紅色固體a與足量的稀硫酸充分反應後,經過濾、洗滌、乾燥後再稱量紅色固體b的質量,也可以確定哪種猜想成立。

【定量分析】小組同學再次實驗,他們開始稱取質量為3.6g的紅色固體a,與足量的稀硫酸完全反應後得到紅色固體b為2g 。假如3.

6g紅色固體a都是cu2o,請你計算出生成銅的質量為 (利用cu2o+h2so4=cuso4+cu+h2o進行計算);然後,通過與實際得到的固體2g進行比較,判斷猜想成立(填「①」或 「②」)。

課堂反饋:某化學興趣小組用下圖裝置驗證一氧化碳還原氧化銅,並**其產物的組成。

(1)裝置及反應原理**

①b裝置中濃硫酸的作用為

②說明co能還原cuo的現象為

③上述整套裝置中發生的化學反應,其中屬於化合反應的化學方程式不考慮co2和h2o的反應)

(2)產物成分**

【查閱資料】ⅰ.一氧化碳還原氧化銅,除生成銅外還可能生成氧化亞銅(cu2o);

ⅱ.cu2o為不溶於水的紅色固體;

ⅲ.cu2o + h2so4 = cuso4 + cu + h2o。

【提出問題】紅色固體含有什麼物質?

【猜想假設】假設一:紅色固體只含cu;

假設二:紅色固體只含cu2o;

假設三【實驗驗證】該小組為驗證上述假設,取少量紅色固體,加到足量稀硫酸中,觀察到溶液變為藍色,紅色固體部分溶解。

【實驗結論】根據上述實驗結果,可知紅色固體中一定含有 。

【資料處理】為進一步確定紅色固體的成分,甲、乙兩同學分別稱取各自實驗後的一定質量的紅色固體,加到足量稀硫酸中使其充分反應,經過濾、洗滌、乾燥後,稱量剩餘紅色固體質量如下表.請完善表中內容:

【交流與反思】只要假設合理、方法正確,根據實驗現象和資料就能得出結論。

規律總結

課後作業:某化學興趣小組用如圖裝置進行一氧化碳還原氧化銅的**實驗,反應一段時間後,玻璃管內黑色粉末全部變成紅色,澄清石灰水變渾濁。

(1)從安全環保的角度考慮,上述實驗需要改進的是

(2)裝置b中發生反應的化學方程式為

(3)同學們通過查閱資料得知:氧化亞銅(cu2o)和銅均為紅色固體,且cu2o能和稀硫酸反應,反應的化學方程式為cu2o + h2so4 = cuso4 + cu + h2o。他們對反應後玻璃管中的紅色固體進行如下**:

【提出問題】反應後生成的紅色固體成分是什麼?

【作出猜想】猜想一:紅色固體只有cu

猜想二:紅色固體只有cu2o

猜想三:紅色固體可能含有 。

【實驗**】設計如下實驗方案

【思考與分析】甲同學認為猜想二正確,同學們分析後認為他的結論不準確,理由是

為此,同學們補充進行了以下實驗:稱取mg紅色固體於試管中,加入過量的稀硫酸充分反應,然後過濾、洗滌、乾燥、稱量,得到ng固體。當n含m的代數式)時,可以得出猜想三的結論正確。