Question

【題目】甲烷（CH4） 與CO、H2的性質(zhì)有諸多相似處:難溶于水、具有可燃性等。而CO、H2都能還原金屬氧化物，那么甲烷（CH4）能否還原氧化銅?若能反應(yīng)，產(chǎn)物有哪些?校興趣小組針對(duì)于此，稱取4. 0g氧化銅粉末，展開探究:

[查閱資料]①無水CuSO4為一種白色固體，其遇水變藍(lán);

②Cu和Cu2O均為紅色固體，且。

[進(jìn)行實(shí)驗(yàn)]甲同學(xué)組裝裝置并檢查其氣密性良好。通入純凈、干燥的CH4后，乙同學(xué)提醒CH4有可燃性，在點(diǎn)燃A處酒精噴燈前，需從C裝置后尖嘴導(dǎo)管處收集氣體并______________。D處燃著酒精燈的作用主要是處理多余的CH4,請寫出發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式___________。

[實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象] A中黑色粉末逐漸變紅; B中白色固體變藍(lán); C中澄清石灰水變渾濁。

[產(chǎn)物分析]結(jié)合實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，可以判斷:甲烷能夠還原氧化銅。

甲同學(xué)認(rèn)為:實(shí)驗(yàn)后，裝置A中所得紅色固體全部為單質(zhì)銅，并結(jié)合裝置B、C實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，書寫出甲烷與氧化銅反應(yīng)完全轉(zhuǎn)化為單質(zhì)銅的化學(xué)方程式_______________________。

乙同學(xué)認(rèn)為:實(shí)驗(yàn)后，裝置A中所得紅色固體并不一定全部為單質(zhì)銅，理由是_______________________。

[定量測定]

小組同學(xué)待裝置冷卻后，停止通CH4，測得A中紅色粉末的質(zhì)量為3.4g.若CH4將4.0g,氧化銅完全還原為銅單質(zhì)，則理論上所得銅單質(zhì)的質(zhì)量應(yīng)該為_______________________；故所得紅色粉末中一定含有氧化亞銅。

另一小組為進(jìn)一步確定該紅色粉末中氧化亞銅的質(zhì)量，該小組同學(xué)將上述3.4g紅色粉末置于試管中加入足量稀硫酸，加熱并充分振蕩，靜置。觀察到:紅色固體逐漸減少,但未完全溶解，溶液由無色變藍(lán)色。再將實(shí)驗(yàn)所得物質(zhì)進(jìn)行過濾、洗滌、干燥，稱量，最終所得紅色固體的質(zhì)量為2.4g。通過計(jì)算確定原3.4g紅色固體中氧化亞銅的質(zhì)量（請寫出計(jì)算過程）_____________________。

Answer 1

【答案】檢驗(yàn)其純度 Cu2O也為紅色固體 3.2g 3.4g紅色粉末置于試管中，加入足量稀硫酸，氧化亞銅會(huì)和稀硫酸反應(yīng)生成金屬銅、硫酸銅和水，所以，最終紅色固體質(zhì)量會(huì)減少。

設(shè)原3.4g紅色固體中氧化亞銅的質(zhì)量為x

x=1.8g

故原3.4g紅色固體中氧化亞銅的質(zhì)量為1.8g。

【解析】

進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：甲烷具有可燃性，混有一定空氣或氧氣的甲烷遇熱會(huì)發(fā)生爆炸，故在點(diǎn)燃A處酒精噴燈前，需從C裝置后尖嘴導(dǎo)管處收集氣體并檢驗(yàn)其純度；

甲烷與氧氣反應(yīng)生成二氧化碳和水，其化學(xué)反應(yīng)方程式是：；

實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：B中白色粉末變藍(lán)，無水硫酸銅遇水變藍(lán)，說明有水生成，澄清石灰水變渾濁，說明有二氧化碳生成，故甲烷與氧化銅反應(yīng)完全轉(zhuǎn)化為單質(zhì)銅的化學(xué)方程式為：；

Cu2O也為紅色固體，故裝置A中所得紅色固體并不一定全部為單質(zhì)銅；

設(shè)氧化銅完全還原為銅單質(zhì)，理論上所得銅單質(zhì)的質(zhì)量為x

x=3.2g

故理論上所得銅單質(zhì)的質(zhì)量應(yīng)該為3.2g；

3.4g紅色粉末置于試管中，加入足量稀硫酸，氧化亞銅會(huì)和稀硫酸反應(yīng)生成金屬銅、硫酸銅和水，所以，最終紅色固體質(zhì)量會(huì)減少。

設(shè)原3.4g紅色固體中氧化亞銅的質(zhì)量為x

x=1.8g

故原3.4g紅色固體中氧化亞銅的質(zhì)量為1.8g。