Question

某化學課外興趣小組探究氫氣還原氧化銅的反應，有如下實驗裝置：

⑴上述A裝置可用于實驗室制取氫氣和二氧化碳，請分別寫出實驗室制取氫氣和二氧化碳的化學方程式                            ；                                   。
⑵請你參與探究氫氣還原氧化銅得到的紅色固體的成分，完成下列各題：
已知信息：Ⅰ．Cu和Cu₂O均為不溶于水的紅色固體；Ⅱ．Cu₂O+H₂SO₄=CuSO₄+Cu+H₂O
提出問題：紅色固體含有什么物質？
①猜想假設：
假設一：紅色固體只含有Cu；假設二：紅色固體只含Cu₂O；
假設三：                                  （請補充完成假設三）。
②實驗探究：（填寫表中空格）

實驗操作	實驗現象	實驗結論
a．取少量紅色固體加入到足量硫酸溶液中	無明顯現象	假設        成立
b．取少量紅色固體加入到足量硫酸溶液中		假設二和假設三均成立

 
③數據處理：甲同學稱取Wg紅色固體加入到足量硫酸溶液中使其充分反應后，     （填操作名稱）、洗滌、干燥，稱量剩余紅色固體質量為mg，通過計算，若m       （選填>、<或=），則假設二成立；若m       （選填>、<或=），則假設三成立。
④交流與反思：只要假設合理，實驗方法正確，根據實驗現象和數據就能得出結論。

Answer 1

⑴Zn+H₂SO₄=ZnSO₄+H₂↑；CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑
⑵①紅色固體含有Cu和Cu₂O兩種物質； ②一；溶液由無色變為藍色  ③過濾；＝；>

試題分析：（1）實驗室常用鋅粒與稀硫酸反應制取氫氣，同時還生成硫酸鋅，故反應的化學方程式為Zn+H₂SO₄=ZnSO₄+H₂↑；實驗室常用石灰石或大理石與稀鹽酸反應制取二氧化碳，同時還生成氯化鈣和水，故反應的化學方程式為CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑。
（2）①根據題意，氫氣還原氧化銅有可能生成銅或氧化亞銅，故可猜想反應后的生成物為：銅、或氧化亞銅、或銅與氧化亞銅的混合物。
②由于銅屬于H后金屬，故稀硫酸不能與銅發生反應；而根據資料可知，氧化亞銅能與稀硫酸反應生成銅、硫酸銅和水；因此，當取少量紅色固體加入到足量硫酸溶液中，a若無現象時，說明固體中只含有銅；而b若溶液變成藍色時，則說明紅色固體中含有氧化亞銅，即假設二和假設三均成立。
③根據題意，要從溶液中得到不溶于液體的剩余的紅色固體，需先進行過濾，然后再洗滌、干燥。
若假設二成立，則紅色固體中只含Cu₂O，那么Wg紅色固體（Cu₂O）都能與足量稀硫酸反應，據此，根據Cu₂O的質量Wg，可計算出剩余固體（Cu）m的質量。
解，假設Wg紅色固體全部是Cu₂O，反應后生成銅的質量為m，則
Cu₂O+H₂SO₄=Cu+CuSO₄+H₂O
144       64
W        m
144：64=W：m
解得，m=
即當m=時，假設二成立。    
若m＞時，則說明紅色固體中原本就含有銅，所以假設三成立。
點評：對于驗證型實驗探究，要熟記物質的性質或變化規律，根據給出的實驗設計方案，進行實驗、分析和探究，并通過觀察、記錄和分析的實驗現象，來驗證該物質的性質或變化規律等。