Question

實驗室用鋅粒和稀硫酸反應制取的氫氣，經過凈化干燥后，還原氧化銅．
（1）根據所得到銅粉的質量，可求得參加反應的氫氣的質量，進而計算出應消耗的鋅粒和稀硫酸的質量．但實際耗用的鋅粒（不含雜質）和稀硫酸的質量都遠遠超過理論值．從實驗過程看，可能的原因有哪些？（至少答出三點原因） ①______
②______③______
（2）Cu⁺在酸性溶液中不穩定，可發生反應生成Cu²⁺和Cu．Cu與強氧化性酸反應可得到銅鹽溶液．現有濃硫酸、濃硝酸、稀硫酸、稀硝酸，而沒有其他試劑．Cu₂O是一種紅色固體，如何用最簡便的實驗方法來檢驗經氫氣還原CuO所得到的紅色產物中是否含有Cu₂O．______．

Answer 1

【答案】分析：（1）根據氫氣還原氧化銅的步驟和注意事項回答；
（2）在驗證是否有Cu₂O時，可用利用Cu₂O+H₂SO₄=CuSO₄+Cu+H₂O，若在紅色固體中加入硫酸，出現藍色溶液說明有氧化亞銅，否則沒有．
解答：解：（1）在氫氣還原氧化銅時，實驗所用的氫氣質量遠遠超過理論值，即實際耗用的鋅粒（不含雜質）和稀硫酸的質量都遠遠超過理論值，原因主要是加熱前要先通氫氣，排去試管內空氣，以防止氫氣與空氣混合加熱發生爆炸；反應后熱銅粉還需在氫氣中冷卻，以防止制得的銅又被氧化，這兩部分氫氣都不能與氧化銅反應而白白消耗掉；另外如果氫氣通過的速度過快，可能會來不及與氧化銅充分反應而浪費．
（2）根據題中信息，可用利用反應Cu₂O+H₂SO₄=CuSO₄+Cu+H₂O來檢驗，取紅色固體少量于試管中，向試管中滴加稀硫酸，充分振蕩，若發現溶液變為藍色，則說明樣品中混有Cu₂O，若沒有發現溶液變為藍色，則說明樣品中沒有Cu₂O．
故答案為：（1）①氧化銅加熱前要先通氫氣，排去試管內空氣；②反應后熱銅粉還需在氫氣中冷卻；③部分氫氣通過裝有氧化銅的試管時，未與氧化銅反應；
（2）取紅色固體少量于試管中，向試管中滴加稀硫酸，充分振蕩，若發現溶液變為藍色，則說明樣品中混有Cu₂O，若沒有發現溶液變為藍色，則說明樣品中沒有Cu₂O．
點評：了解氫氣還原氧化銅實驗的實驗步驟和注意事項是解決該類問題的關鍵，此外，氧化銅是一種黑色固體而氧化亞銅是紅色．氧化銅中銅為+2價，而氧化亞銅中銅為+1價，所以在與硫酸反應時的現象不同．