Question

2．甲乙兩同學(xué)分別用稀H₂SO₄、CuO（純凈）、Fe粉（純凈）三種物質(zhì)，用兩種不同的方法制取銅．
（1）甲同學(xué)采用方案1，并在步驟Ⅱ中用如圖2所示的裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，在此反應(yīng)中，往試管中通入氫氣應(yīng)該在給試管加熱之前（填“前”、“后”），實(shí)驗(yàn)中看到的現(xiàn)象是黑色固體變成紅色固體，試管內(nèi)壁出現(xiàn)水珠．
（2）乙同學(xué)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(yīng)后，經(jīng)過濾、洗滌、烘干后測得剩有固體2克，求稀硫酸中硫酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．
（3）甲乙兩同學(xué)經(jīng)多次實(shí)驗(yàn)并稱量后發(fā)現(xiàn)，得到相同質(zhì)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(yīng)時(shí)，反應(yīng)前和反應(yīng)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(dá)到一定程度時(shí)，遇明火會(huì)發(fā)生爆炸；
加熱條件下，氫氣和氧化銅反應(yīng)生成銅和水；
（2）氧化銅和稀硫酸反應(yīng)生成硫酸銅和水，根據(jù)反應(yīng)的化學(xué)方程式及其提供的數(shù)據(jù)可以進(jìn)行相關(guān)方面的計(jì)算和判斷；
（3）圖2中，為了防止發(fā)生爆炸，同時(shí)為了防止反應(yīng)生成的銅在高溫條件下被氧化，反應(yīng)前后要通入一定量的氫氣．

解答 解：（1）在此反應(yīng)中，往試管中通入氫氣應(yīng)該在給試管加熱之前，目的是排出裝置中的空氣，以防發(fā)生爆炸；
實(shí)驗(yàn)中看到的現(xiàn)象是黑色固體變成紅色固體，試管內(nèi)壁出現(xiàn)水珠．
故填：前；黑色固體變成紅色固體，試管內(nèi)壁出現(xiàn)水珠．
（2）設(shè)硫酸質(zhì)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(zhì)量分?jǐn)?shù)為：$\frac{9.8g}{50g}$×100%=19.6%，
答：稀硫酸中硫酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為19.6%．
（3）方案1比方案2要消耗更多的鐵和硫酸，這是因?yàn)闉榱朔乐拱l(fā)生爆炸，同時(shí)為了防止反應(yīng)生成的銅在高溫條件下被氧化，反應(yīng)前后要通入一定量的氫氣．
故填：氧化銅和氫氣反應(yīng)時(shí)，反應(yīng)前和反應(yīng)后都要通入一定量的氫氣．

點(diǎn)評 合理設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，科學(xué)地進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、分析實(shí)驗(yàn)，是得出正確實(shí)驗(yàn)結(jié)論的前提，因此要學(xué)會(huì)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、分析實(shí)驗(yàn)，為學(xué)好化學(xué)知識奠定基礎(chǔ)．