Question

已知红色的氧化亚铜Cu₂O在酸性溶液中发生自身氧化还原反应生成Cu²⁺和Cu，而Cu₂O在空气中灼烧可以生成CuO．
某兴趣小组对乙醛与新制的氢氧化铜共热生成红色Cu₂O沉淀提出质疑，认为红色沉淀还可能为Cu₂O和Cu的混合物，为了验证上述猜测，他们设计如下方案：

方案甲	取该红色沉淀溶于稀硫酸中，观察是否有残渣．
方案乙	取该红色沉淀溶于稀硝酸中，观察溶液颜色．
方案丙	称取红色沉淀a g，在空气中充分灼烧至完全变成b g黑色的CuO，比较a和b的关系．

（1）请问方案甲是否合理？答：

 

．理由是：

 

，有关的化学反应方程式是：

 

．
（2）如果红色沉淀是Cu₂O和Cu的混合物，按方案乙进行实验，写出可能发生反应的化学方程式

 

．
（3）上述三个方案中，你认为最合理的是

 

，实施该实验方案能说明红色沉淀仅是Cu₂O的依据是

 

．

（4）小李同学针对上述质疑，提出新的实验方案并组装出如图实验装置，根据实验前后红色样品质量进行比较验证上述猜测．进行该实验时，称量装有红色样品的双通管并连接各仪器之后，应进行的实验操作顺序是

 

（填写数字序号）
①开通阀门K              ②点燃B处酒精灯
③检验C出口处氢气的纯度  ④在C处点燃或接贮气囊．

Answer 1

考点：铜金属及其重要化合物的主要性质

专题：几种重要的金属及其化合物

分析：（1）稀硫酸与Cu₂O反应生成Cu，而不能确定该红色沉淀是Cu₂O，还是Cu，方案甲不合理；
（2）硝酸具有强氧化性，将Cu₂O和Cu氧化；
（3）方案甲，氧化亚铜Cu₂O在酸性溶液中发生自身氧化还原反应生成Cu²⁺和Cu，即使只有Cu₂O，也有不溶物，故不合理；
方案乙，硝酸具有强氧化性，将Cu₂O氧化物为硝酸铜，溶液呈蓝色，不能说明是否含有Cu，故不合理；
方案丙，根据固体的增重判断其成分，比较合理．若只有Cu₂O，根据方程式可a与b的关系；
（4）通入氢气排除装置空气，并置换出铜．氢气为易燃气体，加热前，应检验C处出来的氢气纯度．

解答： 解：（1）稀硫酸与Cu₂O反应生成Cu，而不能确定该红色沉淀是Cu₂O，还是Cu，方案甲不合理，有关反应为Cu₂O+H₂SO₄=CuSO₄+Cu+H₂O，
故答案为：不合理；因为Cu₂O与稀硫酸反应会生成不溶的Cu而出现残渣；Cu₂O+H₂SO₄=CuSO₄+Cu+H₂O；
（2）硝酸具有强氧化性，将Cu₂O和Cu氧化．反应方程式为3Cu₂O+14HNO₃=6Cu（NO₃）₂+7H₂O+2NO↑、3Cu+8HNO₃=3Cu（NO₃）₂+2NO↑+4H₂O，
故答案为：3Cu₂O+14HNO₃=6Cu（NO₃）₂+7H₂O+2NO↑、3Cu+8HNO₃=3Cu（NO₃）₂+2NO↑+4H₂O；
（3）方案甲，氧化亚铜Cu₂O在酸性溶液中发生自身氧化还原反应生成Cu²⁺和Cu，即使只有Cu₂O，也有不溶物，故不合理．
方案乙，硝酸具有强氧化性，将Cu₂O氧化物为硝酸铜，溶液呈蓝色，不能说明是否含有Cu，故不合理．
方案丙，根据固体的增重判断其成分，方案合理．
若只有Cu₂O，根据方程式2Cu₂O+O₂=4CuO
                       288     320 
                       ag      bg 
所以 a：b=288：320=9：10，
故答案为：丙；a：b=9：10；
（4）氢气为易燃气体，加热前，应检验C处出来的氢气纯度；实验顺序为：开通阀门K，检验C出口处氢气的纯度，在C处点燃或接贮气囊，最后点燃B处酒精灯，进行试验，故答案为：①③④②．

点评：本题以铜的化合物的性质信息为载体，考查学生实验对实验原理、实验装置的理解、对实验方案评价，综合性大，难度中等，关键是理解实验原理．