已知:H2+CuO △ Cu+H2O。有文献报道:在氢气还原氧化铜的一些实验中,得到的固体产物是铜和氧化亚铜(Cu2O)组成的混合物。氧化亚铜为红色固体,在空气中溶于氨水得到蓝色溶液。某兴趣小组对此开展如下探究。

Ⅰ.设计如图1实验装置,开展氢气还原氧化铜实验并检验固体产物。
(1)制取氢气的化学方程式为 Zn+H2SO4═ZnSO4+H2↑Zn+H2SO4═ZnSO4+H2↑。
(2)氧化钙的作用是 吸收氢气中的水蒸气吸收氢气中的水蒸气。
(3)取反应后的红色固体于烧杯中,加入氨水并搅拌,观察到 溶液由无色变蓝色溶液由无色变蓝色,证明固体产物有Cu2O。
Ⅱ.探究反应生成Cu2O的变化情况。
称取若干份质量均为0.6000g的CuO,在相同条件下分别用氢气还原不同时间(t),检测所得固体中Cu2O的质量(m),结果如图2。
(4)由图2可知,在氢气还原氧化铜反应过程中,Cu2O质量的变化趋势是 先增大后减小先增大后减小。
(5)为确保氢气还原氧化铜所得固体产物不含Cu2O,应采取的措施是 加热条件下通入氢气足够长时间加热条件下通入氢气足够长时间。
Ⅲ.探究反应生成Cu2O的原因。
为解释实验结果,兴趣小组对氢气还原氧化铜的反应过程提出如下假设:
假设1.经历2CuO+H2 △ Cu2O+H2O,H2+Cu2O △ 2Cu+H2O两个反应,且在同一条件下两个反应同时进行。
假设2.经历CuO+H2 △ Cu+H2O、Cu+CuO △ Cu2O、H2+Cu2O △ 2Cu+H2O三个反应。
(6)结合探究Ⅱ结果计算分析,假设1中“在同一条件下两个反应能同时进行”合理的依据是 如果分步进行,氧化亚铜最大质量应该是0.5400g,而不是0.3218g如果分步进行,氧化亚铜最大质量应该是0.5400g,而不是0.3218g。
(7)若要确认“假设2”是否合理,在探究Ⅱ的基础上,还需进行的实验是 隔绝空气加热铜和氧化铜的混合物,把所得固体放入烧杯,加入氨水、搅拌,如果溶液变蓝色,说明假设2合理,如果溶液不变色,说明假设2不合理隔绝空气加热铜和氧化铜的混合物,把所得固体放入烧杯,加入氨水、搅拌,如果溶液变蓝色,说明假设2合理,如果溶液不变色,说明假设2不合理。
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【答案】Zn+H2SO4═ZnSO4+H2↑;吸收氢气中的水蒸气;溶液由无色变蓝色;先增大后减小;加热条件下通入氢气足够长时间;如果分步进行,氧化亚铜最大质量应该是0.5400g,而不是0.3218g;隔绝空气加热铜和氧化铜的混合物,把所得固体放入烧杯,加入氨水、搅拌,如果溶液变蓝色,说明假设2合理,如果溶液不变色,说明假设2不合理
【解答】
【点评】
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发布:2024/4/20 14:35:0组卷:496引用:3难度:0.5
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