Question

16．氧化亚铜是大型水面舰艇防护涂层的重要原料．某小组通过查阅资料，进行如下研究．
资料：1．氧化亚铜：化学式Cu2O，红色至红褐色结晶或粉末，不溶于水及有机溶剂，可溶于稀盐酸、稀硫酸等，在稀硫酸溶液中歧化为二价铜和铜单质．氧化亚铜在1800℃时分解，在干燥空气中稳定，但在潮湿空气中被慢慢氧化为氧化铜．氧化亚铜主要用于制造船底防污漆、杀虫剂…2．葡萄糖还原法制备氧化亚铜：将葡萄糖与新制氢氧化铜悬浊液混合后进行反应，生成氧化亚铜，条件控制不当时会有少量氧化铜生成．
I．Cu₂O的制取
（1）葡萄糖还原法制Cu₂O的化学方程式为．
（2）实验室用此方法制取并获得少量Cu₂O固体，需要的玻璃仪器除试管、酒精灯、烧杯外，还需要漏斗、玻璃棒．
II．检验样品中是否含有CuO
方案1：将制得的Cu₂O样品溶于足量稀硫酸．
（3）甲同学认为若溶液变为蓝色，则说明样品中含有CuO杂质．乙同学认为此推论不合理，用化学用语解释原因Cu₂O+H₂SO₄=CuSO₄+Cu+H₂O．
（4）甲同学通过反思，认为将定性检验改为定量测定便能确定样品中是否含有CuO杂质，应测量的数据是Cu₂O样品的质量、反应后剩余固体（Cu）的质量．
方案2：丙同学认为采用如下装置（所加药品均足量）进行实验，通过测定c装置反应后固体的质量以及d装置反应前后增重的质量，可计算，从而确定样品中是否含有氧化铜．

（5）装置a中所加的酸是H₂SO₄（填化学式），装置e中碱石灰的作用是防止空气中的水进入d装置，m（H₂O）测定不准确．
（6）点燃装置c中酒精灯之前需进行的操作是打开K₁，关闭K₂，通一段时间氢气后验纯，再打开K₂，关闭K₁．
（7）熄灭酒精灯之后，仍需通一段时间H₂至试管冷却，原因是防止生成的Cu单质在高温下又被氧气氧化为CuO，导致测定数据不准确．

Answer 1

分析 Ⅰ．（1）葡萄糖还原法制Cu₂O是利用葡萄糖中醛基被氢氧化铜氧化，反应生成葡萄糖酸、氧化亚铜和水，制取氢氧化铜可用可溶性铜盐和强碱反应，反应得到的葡萄糖酸与碱反应生成盐；
（2）葡萄糖与新制氢氧化铜反应需要加热，生成氧化亚铜沉淀，需要经过过滤操作进行分离；
Ⅱ．方案1：（3）氧化亚铜也和硫酸发生氧化还原反应生成硫酸铜，溶液显蓝色，同时生成Cu单质；
（4）将定性检验改为定量测定便能确定样品中是否含有CuO杂质，应测量的数据是氧化亚铜样品质量和反应生成铜的质量，通过化学方程式计算分析；
方案2：a装置产生氢气，b装置干燥氢气，c装置中氢气与铜的氧化物反应置换出Cu，d装置吸收水，可以测定生成水的质量，装置e中碱石灰的作用是防止空气中的水进入d装置，影响水质量测定；
（5）a装置产生氢气，应防止酸的挥发，应选用难挥发性的酸；
（6）点燃装置c中酒精灯之前需检验氢气的纯度；
（7）熄灭酒精灯之后，仍需通一段时间H₂至试管冷却是防止空气进入氧化生成的铜，测定结果产生误差．

解答 解：Ⅰ．（1）葡萄糖还原法制Cu₂O是利用葡萄糖中醛基被氢氧化铜氧化，反应生成葡萄糖酸、氧化亚铜和水，制取氢氧化铜可用可溶性铜盐和强碱反应，反应得到的葡萄糖酸与碱反应生成盐，葡萄糖还原法制Cu₂O的化学方程式为：，
故答案为：；
（2）葡萄糖与新制氢氧化铜反应需要加热，故所需玻璃仪器为试管、酒精灯，分离生成的氧化亚铜沉淀，需要进行过滤操作，所需玻璃仪器为漏斗、玻璃棒、烧杯，
故答案为：漏斗、玻璃棒；
Ⅱ．方案1：（3）氧化亚铜也和硫酸发生氧化还原反应生成硫酸铜，溶液显蓝色，同时生成Cu单质，反应的化学方程式为：Cu₂O+H₂SO₄=CuSO₄+Cu+H₂O，
故答案为：Cu₂O+H₂SO₄=CuSO₄+Cu+H₂O；
（4）将定性检验改为定量测定便能确定样品中是否含有CuO杂质，应测量的数据是Cu₂O样品的质量、反应后剩余固体（Cu）的质量；
故答案为：Cu₂O样品的质量、反应后剩余固体（Cu）的质量；
方案2：a装置产生氢气，b装置干燥氢气，c装置中氢气与铜的氧化物反应置换出Cu，d装置吸收水，可以测定生成水的质量，装置e中碱石灰的作用是防止空气中的水进入d装置，影响水质量测定；
（5）d装置中的碱石灰会吸收水和酸性气体，防止a中酸挥发，故选难挥发性酸硫酸，装置e中碱石灰的作用是防止空气中的水进入d装置，m（H₂O）测定不准确；
故答案为：H₂SO₄；防止空气中的水进入d装置，m（H₂O）测定不准确；
（6）点燃装置c中酒精灯之前需检验氢气的纯度，验纯后应保持气体能通过d装置，使生成的水全部被d装置吸收，具体操作：打开K₁，关闭K₂，通一段时间氢气后验纯，再打开K₂，关闭K₁，
故答案为：打开K₁，关闭K₂，通一段时间氢气后验纯，再打开K₂，关闭K₁；
（7）灼热的铜和氧气会发生反应生成氧化铜，所以熄灭酒精灯之后，仍需通一段时间H₂至试管冷却是防止空气进入氧化生成的铜，测定结果产生误差；
故答案为：防止生成的Cu单质在高温下又被氧气氧化为CuO，导致测定数据不准确．

点评 本题考查实验制备方案，是对学生综合能力的考查，侧重考查学生对原理、装置分析评价，难度中等．