Question

某興趣小組，對物質A的組成和性質，進行了如下系列研究：
實驗1：對A的溶液進行了焰色反應；現象：火焰呈綠色．
實驗2：從A的溶液中獲取固體A．
實驗3：加熱干燥的固體A9.4g，出現大量的紅棕色氣體，經處理集得不溶于水的氣體0.56L（標況下），且該氣體能使帶火星的木條復燃，殘留黑色固體4.0g．
實驗4：用酒精噴燈再對黑色固體加熱，待固體完全變紅，又集得能使帶火星的木條復燃的氣體0.28L（標況下）．
資料：①氧化亞銅屬堿性氧化物，在酸性介質中能發生自身氧化還原反應；在空氣中灼燒會轉化為黑色固體，而在高溫下較為穩定．②酒精燈的火焰溫度一般在400-500℃；酒精噴燈的火焰溫度一般在1000℃左右；
根據題中信息，回答下列問題：
（1）實驗1中進行焰色反應實驗時，一次完整的操作次序為______（填序號，可重復）；
a．灼燒　　　　　 b．用鹽酸清洗鉑絲　　　　c．用鉑絲蘸取待測液
（2）實驗2中如何從溶液中獲取固體A？______；
實驗中所需主要的儀器有：鐵架臺（附鐵圈）、______；
（3）實驗3中______集得不溶于水的氣體0.56L，這里的“經處理”是將氣體通過______，然后用排水法收集氣體．
（4）寫出實驗3中的分解反應式：______；
（5）寫出實驗4中的分解反應式：______；
（6）實驗4中紅色固體為純凈物，化學式可以通過計算來確定，也可以通過實驗來進一步確定，請設計一個簡單的實驗確定方案，并寫出所發生的反應式．______．

Answer 1

解：（1）①將鉑絲蘸稀鹽酸在無色火焰上灼燒至無色；②蘸取試樣（固體也可以直接蘸取）在無色火焰上灼燒觀察火焰顏色．③將鉑絲再蘸稀鹽酸灼燒至無色，就可以繼續做新的實驗；故答案為：acaba
（2）從溶液中得到固體的方法一般是通過蒸發溶劑，冷卻結晶；蒸發溶液在蒸發皿中加熱制成熱飽和溶液，冷卻結晶得到溶質晶體，通過過濾得到固體，過程中用到的儀器有：蒸發皿、漏斗、玻璃棒、燒杯、；
故答案為：蒸發濃縮，冷卻結晶；蒸發皿、燒杯、玻璃棒、漏斗；
（3）固體加熱生成紅棕色氣體為二氧化氮，處理后得到能使帶火星的木條復燃的氣體判斷為氧氣；分解生成二氧化氮、氧氣的通的化合物為硝酸銅；通過堿石灰吸收二氧化氮最后得到氧氣；
故答案為：堿石灰（或固體氫氧化鈉）；
（4）加熱干燥的固體A9.4g，出現大量的紅棕色氣體，經處理集得不溶于水的氣體0.56L（標況下），且該氣體能使帶火星的木條復燃判斷為O₂，物質的量為0.025mol，依據電子守恒計算A的物質的量為0.05mol，A的摩爾質量==188g/mol；驗證為硝酸銅 得到殘留黑色固體4.0g，為氧化銅；反應的化學方程式為：2Cu（NO₃）₂ 2CuO+4NO₂↑+O₂↑
故答案為：2Cu（NO₃）₂ 2CuO+4NO₂↑+O₂↑
（5）依據推斷4.0g黑色固體為氧化銅，物質的量為0.05mol，所以用酒精噴燈再對黑色固體加熱，待固體完全變紅，又集得能使帶火星的木條復燃的氣體，依據生成氧氣物質的量為0.0125mol；電子轉移為0.05mol，所以判斷氧化銅分解生成+1價銅的化合物，判斷生成物質為氧化亞銅和氧氣，反應的化學方程式為：4CuO 2Cu₂O+O₂↑；
故答案為：4CuO 2Cu₂O+O₂↑；
（6）實驗4中紅色固體為純凈物，化學式可以通過計算來確定，也可以通過實驗來進一步確定，依據氧化亞銅屬堿性氧化物，在酸性介質中能發生自身氧化還原反應生成氧化銅和銅；在空氣中灼燒會轉化為黑色固體，而在高溫下較為穩定，灼燒后生成氧化銅，質量增加；方法為：取紅色固體加足量稀硫酸，溶液變藍且仍有紅色固體，可確定原固體為Cu₂O；
Cu₂O+H₂SO₄=Cu+CuSO₄+H₂O．（或取一定量的紅色固體，在空氣中充分灼燒，根據灼燒前后固體質量變化來確定；2Cu₂O+O₂ 4CuO）；
故答案為：取紅色固體加足量稀硫酸，溶液變藍且仍有紅色固體，可確定原固體為Cu₂O；Cu₂O+H₂SO₄=Cu+CuSO₄+H₂O．（或取一定量的紅色固體，在空氣中充分灼燒，根據灼燒前后固體質量變化來確定；2Cu₂O+O₂ 4CuO）；
分析：（1）焰色反應是某些金屬或它們的揮發性化合物在無色火焰中灼燒時使火焰呈現特征的顏色的反應．有些金屬或它們的化合物在灼燒時能使火焰呈特殊顏色，焰色反應的步驟為蘸取稀鹽酸灼燒至無色，蘸取試樣灼燒觀察焰色反應現象，再蘸取稀鹽酸灼燒至無色；火焰呈綠色說明含銅元素；
（2）從溶液中得到固體的方法一般是通過蒸發溶劑，冷卻結晶；蒸發溶液在蒸發皿中加熱制成熱飽和溶液，冷卻結晶得到溶質晶體，通過過濾得到固體；
（3）固體加熱生成紅棕色氣體為二氧化氮，處理后得到能使帶火星的木條復燃的氣體判斷為氧氣；分解生成二氧化氮、氧氣的通的化合物為硝酸銅；通過堿石灰吸收二氧化氮最后得到氧氣；
（4）依據（1）（3）分析可知A為Cu（NO₃）₂，受熱分解得到二氧化氮和氧氣和褐色固體判斷為氧化銅，依據反應產物書寫配平化學方程式；
（5）用酒精噴燈再對黑色固體加熱，待固體完全變紅，又集得能使帶火星的木條復燃的氣體判斷氧化銅受熱分解得到氧氣和紅色的氧化亞銅；
（6）實驗4中紅色固體為純凈物氧化亞銅：依據氧化亞銅屬堿性氧化物，在酸性介質中能發生自身氧化還原反應生成氧化銅和銅；在空氣中灼燒會轉化為黑色固體，而在高溫下較為穩定，灼燒后生成氧化銅，質量增加；
點評：本題考查了物質組成的實驗分析和定量測定，主要是硝酸銅的分解產物判斷，氧化銅分解產物判斷，實驗方案的設計和反應現象的應用，質量變化，題干信息的應用是解題關鍵，題目難度中等．