14. 某学习小组对铜丝在空气中灼烧后的产物进行探究。
实验1:甲同学将螺旋状铜丝灼烧至红热,冷却后观察到铜丝表面变为黑色,再伸入质量分数为25%的稀硫酸中,黑色固体消失,溶液出现蓝色,将铜丝取出洗净;重复上述实验2~3次,溶液蓝色逐渐加深。
【实验分析】灼烧铜丝生成黑色固体,该反应属于基本反应类型中的
________反应,溶液变为蓝色的原因是黑色固体溶于稀硫酸变成硫酸铜溶液,写出生成硫酸铜的化学方程式
_______。
实验2:乙同学将螺旋状铜丝灼烧至红热,迅速伸入质量分数为25%的稀硫酸中,观察到溶液中有红色固体产生,将铜丝取出洗净;重复上述实验2~3次,红色固体逐渐增多,沉淀后滤出红色固体,滤液呈浅蓝色。
【提出问题】红色固体是什么?
【查阅资料1】①Cu与O
2在高于900℃时会反应生成红色的Cu
2O。
②Cu
2O能与H
2SO
4发生反应:
。
③加热条件下,Cu
2O能与H
2反应生成Cu和H
2O。
【提出猜想】丙同学认为红色固体全部是Cu,不含Cu
2O。
【实验验证1】学习小组取经过干燥的红色固体,采用如图装置验证猜想。
(1)仪器X的名称为
_________。
(2)装置B中浓硫酸的作用是
_________。
(3)实验时,应先将产生的氢气通入装置C中,待
________,再开始加热。
(4)实验中观察到
_______(填实验现象),说明红色固体中含有Cu
2O,丙同学猜想错误。
【提出问题2】实验2中有稀硫酸存在的情况下,为什么红色固体中仍含有Cu
2O?
【查阅资料2】Cu
2O与H
2SO
4反应的快慢与稀硫酸的浓度有关。稀硫酸的浓度越大,Cu
2O与H
2SO
4反应越快。
【实验验证2】请设计实验验证“稀硫酸的浓度越大,Cu
2O与H
2SO
4的反应越快”这一结论。简述实验过程(包括操作和现象):
_______。
(实验中须使用的试剂:Cu
2O、质量分数为5%和40%的稀硫酸)
【问题解决】因实验2中稀硫酸浓度变小,Cu
2O与H
2SO
4反应变慢,Cu
2O没有反应完全,故红色固体中仍含有Cu
2O。