Question

某校化學興趣小組對課本實驗結論“葡萄糖與新制氫氧化銅共熱生成紅色的Cu₂O沉淀”提出質疑，認為紅色沉淀不一定就是氧化亞銅．為了確定紅色沉淀的成分，開展了相關探究．
[一]提出猜想，請你完成猜想2、3．
猜想1、紅色沉淀可能是Cu；
猜想2：

 

；
猜想3：

 

．
[二]查閱資料：①Cu₂0屬于堿性氧化物②Cu⁺在酸I生條件下能發生自身氧化還原反應
[三]制備紅色沉淀：①制備氫氧化銅懸濁液②氫氧化銅懸濁液與葡萄糖共熱③過濾、洗滌、低溫烘干得紅色粉末
[四]紅色沉淀成分探究：該小組同學設計了三種方案：
方案Ⅰ：取該紅色粉末溶于足量稀硝酸中，觀察溶液顏色變化．
方案Ⅱ：取該紅色粉末溶于足量稀硫酸中，觀察是否有殘渣．
方案Ⅲ：裝置如圖所示：（夾持儀器略去）

試回答下列問題：
（1）請分別評價方案I和方案Ⅱ是否合理（填“是”或“否”），并完成相關反應方程式：
方案I：

 

，寫出Cu₂0與稀硝酸反應的化學方程式

 

；
方案Ⅱ：

 

，寫出反應的離子方程式

 

．
（2）實際上，方案Ⅲ的裝置尚存在明顯的缺陷，應在A和B之問添加

 

．
（3）方案Ⅲ中，探究小組的同學在錐形瓶中加入少量硫酸銅溶液，其目的是

 

．
（4）方案Ⅲ中，若要測定紅色粉末的成分，需要測定下列哪些物理量

 

（填序號）．
①反應前紅色粉末與硬質玻璃管的總質量 ②實驗前干燥管的質量 ③實驗后干燥管的質量 ④硬質玻璃管的質量 ⑤鋅粒質量 ⑥稀硫酸的物質的量濃度．

Answer 1

分析：[一]提出猜想：Cu或Cu₂O都為紅色，可能為純凈物，也可能為二者的混合物；
[四]紅色沉淀成分探究：
（1）因為無論是Cu₂O或Cu或二者混合物都可被硝酸溶解，現象相同，方案Ⅱ設計也不合理，因為Cu₂O或Cu或二者混合物溶于足量稀硫酸中，都有殘渣；
（2）方案Ⅲ的原理是利用反應前紅色粉末與硬質玻璃管的總質量減去硬質玻璃管的質量求紅色粉末的質量，實驗前后干燥管的質量求水的質量，從而求Cu₂O的質量，若m（H₂O）=0，則不含Cu₂O，若紅色粉末的質量=Cu₂O的質量，則不含Cu，若紅色粉末的質量大于 Cu₂O的質量，則是Cu₂O和Cu的混合物，因此方案Ⅲ應在A和B之間加干燥裝置，以吸收氫氣中的水，防止造成干擾；
（3）方案Ⅲ中，在錐形瓶中加入少量硫酸銅溶液，其目的是形成銅鋅原電池，加快反應；
（4）根據（2）進行分析．

解答：解：[一]提出猜想：Cu或Cu₂O都為紅色，可能為純凈物，也可能為二者的混合物，猜想1紅色沉淀可能是Cu，猜想2紅色沉淀可能是Cu₂O，猜想3紅色沉淀可能是Cu₂O和Cu的混合物，
故答案為：紅色沉淀可能是Cu₂O；紅色沉淀可能是Cu₂O和Cu的混合物；
[四]紅色沉淀成分探究：
（1）方案I：無論是Cu₂O或Cu或二者混合物都可被硝酸溶解，現象相同，則不能用稀硝酸溶解，Cu₂0與稀硝酸反應的化學方程式為3Cu₂O+14HNO₃=6Cu（NO₃）₂+2NO↑+7H₂O，
故答案為：否；3Cu₂O+14HNO₃=6Cu（NO₃）₂+2NO↑+7H₂O；
方案Ⅱ：Cu₂O或Cu或二者混合物溶于足量稀硫酸中，都有殘渣，也不合理，反應的離子方程式為Cu₂O+2H⁺=Cu+Cu²⁺+H₂O，故答案為：否；Cu₂O+2H⁺=Cu+Cu²⁺+H₂O；
（2）因與氫氣反應生成水，可通過實驗前后干燥管的質量求水的質量，從而求Cu₂O的質量，因此方案Ⅲ應在A和B之間加干燥裝置，以吸收氫氣中的水，防止造成干擾，
故答案為：干燥裝置；
（3）方案Ⅲ中，在錐形瓶中加入少量硫酸銅溶液，其目的是形成銅鋅原電池，加快反應，故答案為：形成銅鋅原電池，加快反應；
（4）方案Ⅲ的原理是利用反應前紅色粉末與硬質玻璃管的總質量減去硬質玻璃管的質量求紅色粉末的質量，實驗前后干燥管的質量求水的質量，從而求Cu₂O的質量，若m（H₂O）=0，則不含Cu₂O，若紅色粉末的質量=Cu₂O的質量，則不含Cu，若紅色粉末的質量大于 Cu₂O的質量，則是Cu₂O和Cu的混合物，則需要稱量①反應前紅色粉末與硬質玻璃管的總質量 ②實驗前干燥管的質量 ③實驗后干燥管的質量 ④硬質玻璃管的質量，
故答案為：①②③④．

點評：本題考查化學實驗的探究、設計、評價、數據處理等知識，對學生的能力要求較高，側重于學生的分析能力、實驗能力的考查，為高考常見題型和高頻考點，注意把握物質的性質以及實驗原理的思考，難度中等．