Question

已知CuO在高溫下用H₂還原，可生成Cu，也可能有Cu₂O生成。當H₂足量時，生成的Cu₂O也能被H₂還原成Cu。

(1)寫出H₂在高溫下還原CuO過程中可能發生反應的化學方程式。

①CuO+H₂Cu+H₂O，②____________________________________，

③________________________________________________________________。

(2)Cu⁺在酸性溶液中不穩定，可發生自身氧化還原反應生成Cu²⁺和Cu�，F有濃硫酸、濃硝酸、稀硫酸和稀硝酸四種試劑。簡述如何用最簡便的實驗方法來檢驗CuO經氫氣還原所得到的紅色產物中是否含有Cu₂O。

____________________________________________________________________。

(3)若將10.0 g CuO在高溫下與H₂發生反應，反應結束后測得剩余固體質量為8.4 g，則反應過程中轉移電子的物質的量為________________________________。

(4)若有a g CuO和Cu₂O的混合物，加入2.0 mol·L^-1 H₂SO₄ V mL，使混合物恰好全部反應，則V的取值范圍為________________________________________________。

Answer 1

(1)②2CuO+H₂Cu₂O+H₂O

③Cu₂O+H₂2Cu+H₂O

(2)取少量紅色粉末于試管中，加入適量稀硫酸振蕩，放置片刻，觀察上層清液是否變為藍色.若上層清液變為藍色，說明紅色粉末中含有氧化亞銅.若沒有變化，則紅色粉末中無氧化亞銅.

(3)0.2 mol

(4)＜V＜

解析：(1)根據題意：“CuO在高溫下被H₂還原成Cu，也可能生成Cu₂O”，有第一個方程式：2CuO+H₂Cu₂O+H₂O.“當H₂足量，Cu₂O被還原成Cu”，有第二個方程式：Cu₂O+H₂2Cu+H₂O.

(2)題目中“酸性溶液”與“Cu²⁺”的顏色是解題的關鍵，考慮加酸后，產生Cu²⁺和Cu，利用Cu²⁺在溶液中的藍色來判斷，注意Cu為紅色物質，不能作為判斷依據.

(3)固體減少的質量為O元素的質量，可知n(O)=0.1 mol，這些O與H結合生成H₂O，可知參加反應的n(H)=0.2 mol，則H從0價升高到+1價，轉移電子為0.2 mol.

(4)假設a g混合物中只有CuO，則CuO—H₂SO₄，可得V=25a/4.

假設a g混合物中只有Cu₂O，則Cu₂O+H₂SO₄Cu+CuSO₄+H₂O，可得V=125a/36.故V的范圍應為125a/36＜V＜25a/4.