Question

2．甲乙兩同學分別用稀H₂SO₄、CuO（純凈）、Fe粉（純凈）三種物質，用兩種不同的方法制取銅．
（1）甲同學采用方案1，并在步驟Ⅱ中用如圖2所示的裝置進行實驗，在此反應中，往試管中通入氫氣應該在給試管加熱之前（填“前”、“后”），實驗中看到的現象是黑色固體變成紅色固體，試管內壁出現水珠．
（2）乙同學采用方案2，在步驟Ⅰ中將10克純凈的氧化銅投入到盛有50克稀硫酸的燒杯中，充分反應后，經過濾、洗滌、烘干后測得剩有固體2克，求稀硫酸中硫酸的質量分數．
（3）甲乙兩同學經多次實驗并稱量后發現，得到相同質量的銅，方案1比方案2要消耗更多的鐵和硫酸，原因是氧化銅和氫氣反應時，反應前和反應后都要通入一定量的氫氣．

Answer 1

分析 （1）氫氣是可燃性氣體，與空氣或氧氣混合達到一定程度時，遇明火會發生爆炸；
加熱條件下，氫氣和氧化銅反應生成銅和水；
（2）氧化銅和稀硫酸反應生成硫酸銅和水，根據反應的化學方程式及其提供的數據可以進行相關方面的計算和判斷；
（3）圖2中，為了防止發生爆炸，同時為了防止反應生成的銅在高溫條件下被氧化，反應前后要通入一定量的氫氣．

解答 解：（1）在此反應中，往試管中通入氫氣應該在給試管加熱之前，目的是排出裝置中的空氣，以防發生爆炸；
實驗中看到的現象是黑色固體變成紅色固體，試管內壁出現水珠．
故填：前；黑色固體變成紅色固體，試管內壁出現水珠．
（2）設硫酸質量為x，
CuO+H₂SO₄═CuSO₄+H₂O，
80         98
10g-2g   x
$\frac{80}{10g-2g}$=$\frac{98}{x}$，
x=9.8g，
稀硫酸中硫酸的質量分數為：$\frac{9.8g}{50g}$×100%=19.6%，
答：稀硫酸中硫酸的質量分數為19.6%．
（3）方案1比方案2要消耗更多的鐵和硫酸，這是因為為了防止發生爆炸，同時為了防止反應生成的銅在高溫條件下被氧化，反應前后要通入一定量的氫氣．
故填：氧化銅和氫氣反應時，反應前和反應后都要通入一定量的氫氣．

點評 合理設計實驗，科學地進行實驗、分析實驗，是得出正確實驗結論的前提，因此要學會設計實驗、進行實驗、分析實驗，為學好化學知識奠定基礎．