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某化学活动兴趣小组的同学进行木炭还原CuO的探究实验,生成物是红色固体和无色气体.他们查阅资料后得知氧化亚铜(Cu2O)为红色固体,猜测反应物比例不同,产物也会不同.因此,,化学

时间:2018-02-05
某化学活动兴趣小组的同学进行木炭还原CuO的探究实验,生成物是红色固体和无色气体.他们查阅资料后得知氧化亚铜(Cu2O)为红色固体,猜测反应物比例不同,产物也会不同.因此,生成物中有CO2、CO和Cu,固体还可能有Cu2O.又知Cu2O能和常见的酸(HNO3除外)反应生成Cu2+和Cu.为此,请你和他们一起进行如下探究.
(1)探究气体中是否有CO气体.甲同学设计的方案是:先将气体通过足量的NaOH溶液,干燥后再通过灼热的CuO,未反应完的气体直接排放到空气中.
①甲同学实验后如果有______色固体生成,说明一定含有CO气体;
②上述实验方案中可选用的一种气体干燥剂是______;
③甲同学设计的实验方案有无不足之处?若有,请你指出有何不良后果,并提出改进方案;若没有,该问不需作答.______.
(2)探究红色固体中是否有Cu2O.
①在如下方法中:a.上网查询b.实验c.请教老师
你认为最能解决实际问题的方法是______(填字母序号).
②请你设计一个简便的实验方案,检验红色固体中是否有Cu2O.
实验步骤______实验现象与结论______化学反应方程式______(3)为探究红色固体产物的组成及质量分数,兴趣小组的同学另取一份CuO与木炭组成的混合物8.48g,高温下充分反应后,剩余固体呈红色(氧化铜全部被还原),其质量为6.72g,且反应后产生的气体能全部被足量的澄清石灰水吸收,将所得的沉淀过滤、洗涤、干燥、称量得4.00g.请通过计算帮助他们分析固体产物的组成及质量分数.
正确答案:
(1)一氧化碳还原氧化铜会得到红色的铜,一氧化碳可以用浓硫酸干燥,用一氧化碳做还原剂一定要进行尾气处理,否则要污染空气.故
正确答案:
为:红;浓硫酸;没有尾气处理装置.
(2)探究红色固体中是否有Cu2O,要进行实验探究因此选b,设计的实验方案是:向剩余固体中加入稀硫酸反应后,静置;溶液由无色变为蓝色,就证明有Cu2O存在,否则没有.氧化亚铜和硫酸反应生成硫酸铜和水和铜,要注意配平.故
正确答案:
为:b;向剩余固体中加入稀硫酸反应后,静置;溶液由无色变为蓝色;Cu2O+H2SO4=CuSO4+Cu+H2O
(3)剩余固体呈红色(氧化铜全部被还原),剩余固体呈红色是Cu或Cu2O或其混合物
反应后气体:8.48g-6.72g=1.76g
设二氧化碳的质量为x
Ca(OH)2+CO2=CaCO3↓+H2O
44 100
x 4g
解得:x=1.76g 所以,生成气体全部是CO2,无CO
所以,含C、O分别为:1.76g×1244=0.48g,1.76g-0.48g=1.28g
根据C元素守恒,原物质中C为:0.48g 所以CuO:8.48g-0.48g=8g,其中含氧:8g×1680=1.6g,Cu:8g-1.6g=6.4g<6.72g
所以产物一定还有Cu2O,再根据O元素守恒cu2o中O为:1.6-1.28=0.32
所以,反应后Cu2O为:0.32g÷16144=2.88g 质量分数Cu2O为:2.88g6.72g×100%=42.9% Cu为:57.1%

正确答案:
为:Cu2O为:42.9% Cu为:57.1%
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