Question

【題目】小茗同學利用硫酸銅溶液進行趣味實驗，他將浸泡了硫酸銅溶液的濾紙在酒精燈火焰上點燃，觀察到濾紙顏色由藍變白，由濕變干后濾紙燃燒，燃燒時，有黑煙產生，燃燒后的灰燼中出現了紅色固體，他很好奇，進行了相關探究，請填寫有關空白。

（提出問題）

紅色固體是什么物質？它是如何產生的？

（查閱資料）

（1）溫度達200℃時，白色 CuSO4固體開始分解生成CuO和另一種氧化物，此反應前后各元素化合價保持不變，請寫出另一種氧化物的化學式________。

（2）溫度超過1000℃時，CuO分解生成Cu2O，Cu2O呈紅色，可與稀硫酸反應，化學方程式為：

（作出猜想）

紅色固體成分：①可能是Cu ②可能是Cu2O ③還可能是___________的混合物。

（實驗及現象）

取少量紅色固體于試管中，加入足量稀硫酸，反應結束后固體不溶解，溶液仍為無色。

（實驗結論）

紅色固體為_____________，這說明濾紙燃燒時的溫度低于__________℃。

（分析推理）

濾紙主要是由碳、氫、氧三種元素組成的，結合上述濾紙燃燒時的現象以及查閱資料的相關內容，分析產生紅色固體的原因可能是______________________________（用化學方程式表示）。

（交流討論）

（1）將浸有硫酸銅溶液的濾紙放在酒精燈火焰上點燃，剛開始不能燃燒，是因為__________________。

（拓展延伸）

小茗同學突然想到：做了氫氣還原氧化銅的實驗后，試管內壁上粘有紫紅色銅，請問在實驗室條件下如何洗凈該試管？簡述操作過程______________________________________。

Answer 1

【答案】SO3 Cu2O和Cu Cu 1000 溫度較低，沒有達到著火點 先在空氣中加熱試管內壁的銅，使銅轉化為氧化銅，再用鹽酸清洗

【解析】

查閱資料：（1）溫度達200℃時，白色 CuSO4固體開始分解生成CuO和另一種氧化物，根據質量守恒定律，另一種氧化物中含有硫元素和氧元素，又因為此反應前后各元素化合價保持不變，CuSO4中S為+6價，所以該氧化物中S也是+6價，即SO3；

作出猜想：溫度超過1000℃時，CuO分解生成Cu2O，Cu2O呈紅色，銅也是紅色的，所以猜想紅色固體的成分可能是銅，可能是氧化亞銅，也可能是銅和氧化亞銅的混合物；

實驗結論：取少量紅色固體于試管中，加入足量稀硫酸，反應結束后固體不溶解，溶液仍為無色，說明稀硫酸和紅色固體沒有反應，所以紅色固體中不含氧化亞銅，只有銅；因為溫度超過1000℃時，CuO才分解生成Cu2O，沒有Cu2O生成，說明濾紙燃燒時的溫度低于1000℃；

分析推理：濾紙主要是由碳、氫、氧三種元素組成的，在燃燒過程中可能產生碳，碳與分解產生的氧化銅反應生成紅色固體銅和二氧化碳，該反應的化學方程式為： ；

交流討論：（1）將浸有硫酸銅溶液的濾紙放在酒精燈火焰上點燃，剛開始不能燃燒，是因為溫度較低，沒有達到著火點；

拓展延伸：試管內壁上粘有紫紅色銅，銅不能和鹽酸反應，所以不能直接用鹽酸清洗，但氧化銅可以和鹽酸反應，所以可以先在空氣中加熱試管內壁的銅，使銅轉化為氧化銅，再用鹽酸清洗。