Question

14．某化学兴趣小组按照如图装置进行木炭还原氧化铜的实验，很快发现试管①、试管②中分别出现黑色的粉末变成红色的粉末，澄清的石灰水变浑浊的现象．从而得到的结论是2CuO+C$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Cu+CO₂↑、Ca（OH）₂+CO₂=CaCO₃↓+H₂O（用化学方程式表示）．在对该实验进行总结时，大家对木炭还原氧化铜的最终产物产生的兴趣：碳还原氧化铜得到氧会不会生成CO？而CuO失去氧会不会生成Cu₂O（氧化亚铜）？并为此进行了以下探究过程．
【查阅资料】
①红色固体不仅只有Cu，还有Cu₂O
②Cu₂O+H₂SO₄（稀）=Cu+CuSO₄+H₂O （CuSO₄溶于水溶液呈蓝色）
③微量的CO气体能使湿润的黄色氯化钯试纸变蓝色．
【猜想】
（a）红色固体只有Cu，气体只有CO₂．
（b）红色固体是Cu₂O，气体是CO．
（c）红色固体是Cu和Cu₂O的混合物，气体是CO₂和CO的混合物
【探究步骤】
Ⅰ．兴趣小组首先对C和CuO反应的气体产物进行了探究．以下是他们进行实验的部分流程（装置气密性良好，浓硫酸起干燥作用）：

通过以上实验，观察到澄清石灰水变浑浊和湿润的黄色氯化钯试纸变蓝色的现象，说明气体产物是CO₂和CO的混合物．
Ⅱ．首先对C和CuO反应的固体产物进行了探究．以下是他们进行实验后的实验报告，请你仔细阅读后完成相关的报告内容

实 验 操 作	实 验 现 象	实 验 结 论
取7.2g红色固体，置于烧杯中，向其中加入足量稀硫酸，充分搅拌，静置．	若无现象．	证明红色固体是铜．
	若有无色变成蓝色， 且有不溶物现象．	证明红色固体肯定含有氧化亚铜，可能含有铜．
取上述反应液过滤、洗涤、干燥和称量，得固体6.8g．		确认红色固体是铜和氧化亚铜．（写出详尽的计算过程）

Answer 1

分析 氧化铜能和木炭反应生成铜和二氧化碳，二氧化碳能使澄清的石灰水变浑浊；根据反应物、生成物、反应条件及其质量守恒定律可以书写化学方程式．
【猜想】
红色固体只有Cu，气体只有CO₂；红色固体是Cu₂O，气体是CO；红色固体是Cu和Cu₂O的混合物，气体是CO₂和CO的混合物．
【探究步骤】
Ⅰ．澄清的石灰水变浑浊，说明产物中有二氧化碳，湿润的黄色氯化钯试纸变蓝色，说明产物中有一氧化碳；
Ⅱ．向红色固体中加入足量稀硫酸时，若无明显现象，说明红色固体中只有铜；若溶液由无色变成蓝色，且有不溶物时，说明红色固体中肯定含有氧化亚铜，是否含有铜无法确定；
根据得到的固体质量，通过计算可以确定红色固体的组成．

解答 解：加热时，氧化铜和木炭反应生成红色的铜和二氧化碳，二氧化碳和氢氧化钙反应能生成碳酸钙沉淀和水，反应的化学方程式分别为：
2CuO+C$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Cu+CO₂↑、Ca（OH）₂+CO₂=CaCO₃↓+H₂O．
故填：黑色的粉末变成红色的粉末，澄清的石灰水变浑浊；2CuO+C$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Cu+CO₂↑、Ca（OH）₂+CO₂=CaCO₃↓+H₂O．
【猜想】
红色固体可能是氧化亚铜，气体可能是一氧化碳．
故填：Cu₂O；CO．
【探究步骤】
Ⅰ．如果气体产物是二氧化碳和一氧化碳，可以观察到澄清的石灰水变浑浊，湿润的黄色氯化钯试纸变蓝色．
故填：湿润的黄色氯化钯试纸变蓝色．
Ⅱ．向红色固体中加入足量稀硫酸时，若无明显现象，说明红色固体中只有铜．
如果溶液由无色变成蓝色，且有不溶物时，说明红色固体中肯定含有氧化亚铜，可能含有铜．
解：假设固体生成物只有氧化亚铜，设生成铜的质量为X，
  Cu₂O+H₂SO₄（稀）=Cu+CuSO₄+H₂O 
  144             64
  7.2g            X
$\frac{144}{7.2g}$=$\frac{64}{X}$，
X=3.2g，
与得到的固体质量不符；
假设固体生成物只有铜，因为铜不能和稀硫酸反应，得到的固体应该是7.2g，与得到的固体质量不符；
综上所述，两种假设都不正确，固体中含有氧化亚铜和铜．
故填：

实 验 操 作	实 验 现 象	实 验 结 论
取7.2g红色固体，置于烧杯中，向其中加入足量稀硫酸，充分搅拌，静置．	若无现象．	证明红色固体是铜．
	若有无色变成蓝色， 且有不溶物现象．	证明红色固体肯定含有氧化亚铜，可能含有铜．
取上述反应液过滤、洗涤、干燥和称量，得固体6.8g．		确认红色固体是铜和氧化亚铜．（写出详尽的计算过程）

点评 本题采用了假设法，如果假设与结果相符，说明假设正确，如果假设与结果不符，说明假设不正确．