Question

單質銅及其化合物一般都具有特殊的顏色，如

Cu	Cu2O	CuO	Cu（OH）2	CuSO4·5H2O
紅色（或紫紅色）	紅色（或磚紅色）	黑色	藍色	藍色

 
某學校學習小組甲為檢測實驗室用H₂還原CuO所得紅色固體中是否含有Cu₂O，進行了認真的研究。
Ⅰ.查閱資料得出下列信息：
①Cu₂O屬于堿性氧化物；
②高溫灼燒CuO生成Cu₂O；
③Cu₂O在酸性條件下能發生反應：Cu₂O＋2H^＋=Cu＋Cu^2＋＋H₂O。
Ⅱ.設計實驗方案：
方案1：取該紅色固體溶于足量的稀硝酸中，觀察溶液顏色變化。
方案2：取該紅色固體溶于足量的稀硫酸中，觀察溶液是否呈藍色。
方案3：稱得干燥坩堝的質量為a g，取紅色固體置于坩堝中稱得總質量為b g，在空氣中高溫灼燒至質量恒定，稱得最后總質量為c g。
（1）寫出Cu₂O與稀硝酸反應的化學方程式：_______________________。
（2）請你評價方案1和方案2的合理性，并簡述理由：
方案1：_______________________。
方案2：_______________________。
（3）方案3中，若確認紅色固體中含有Cu₂O，則a、b、c的關系為________，在該實驗方案中最少應進行________次稱量。
Ⅲ.學習小組乙設計了新的探究方案，擬根據干燥管中無水硫酸銅是否變藍判斷紅色固體中是否含有Cu₂O，裝置如圖所示。

（4）該探究方案中檢驗氣體發生裝置氣密性的方法為________（說明操作方法、現象和結論）。
（5）為確保探究的科學、合理和安全，你認為實驗中還應采取的措施有____（填序號）。
A．在氫氣發生裝置與硬質玻璃管之間增加一個干燥裝置
B．加熱前先排盡裝置中的空氣
C．在盛有無水硫酸銅的干燥管后再連接一個裝有堿石灰的干燥管

Answer 1

（1）3Cu₂O＋14HNO₃=6Cu（NO₃）₂＋2NO↑＋7H₂O
（2）不合理，因為銅和氧化亞銅均可溶于稀硝酸形成藍色溶液
合理，因為氧化亞銅可與稀硫酸反應生成Cu和Cu^2＋，導致溶液呈藍色
（3）8c＜9b－a　4
（4）關閉導氣管上的活塞，從分液漏斗往試管中注水，使漏斗中的液面高于試管中的液面，靜置一段時間后液面差不變，說明氣體發生裝置氣密性良好
（5）ABC

該題實際上給出了四種方案，方案1中因硝酸具有氧化性，所以無法區分溶液中的Cu^2＋是來自于Cu還是Cu₂O；方案2中因稀硫酸無強氧化性，所以通過觀察溶液是否顯藍色可以判斷紅色固體中是否含有Cu₂O；方案3是通過定量分析的方法來進行判斷的，原理是4Cu＋O₂,2Cu₂O，若（b－a）g紅色固體全部是Cu，則Cu₂O的質量為（b－a）g，若紅色固體中含有Cu₂O，則（b－a）g＞（c－a）g，即8c＜9b－a。（5）學習小組乙的探究方案存在一定的弊端，如沒有設計干燥裝置。制取的H₂中含水蒸氣，空氣中也有水蒸氣，都能使無水硫酸銅變藍色。