Question

同學們學習了《金屬與礦物》一章后，對金屬的有關(guān)性質(zhì)產(chǎn)生了濃厚的興趣．
探究一：某小組做了如下圖所示的探究實驗．實驗發(fā)現(xiàn)CO與CuO加熱后黑色粉末變成紅色粉末．請你參與該小組的研究過程并完成相關(guān)任務：

[研究課題]探究紅色粉末的主要成分
[查閱資料]
（1）有關(guān)物質(zhì)的顏色：CuO粉末：黑色，Cu₂O粉末：紅色
（2）CuO和Cu₂O都能和稀硫酸發(fā)生反應，化學方程式為：
CuO十H₂SO₄=CuSO₄+H₂O
Cu₂O+H₂SO₄=CuSO₄+Cu+H₂O
[猜想與實驗]
（1）如果硬質(zhì)玻璃管內(nèi)紅色粉末為一種物質(zhì)，請猜想它的成分，并設計簡單的實驗證明你的猜測．

猜想	簡單實驗方案	現(xiàn)象	CO和CuO反應的化學方程式
粉末為Cu		不反應	CuO+CO=Cu+CO2
		粉末溶解，溶液變成藍色，生成紅色粉末	2CuO+CO=Cu2O+CO2

（2）如果硬質(zhì)玻璃管內(nèi)紅色粉末為兩種物質(zhì)的混合物，要確定粉末中兩種物質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)，還需要通過有關(guān)數(shù)據(jù)計算進行判斷．下列數(shù)據(jù)為計算依據(jù)的是（______）
A．反應前CuO粉末的質(zhì)量；B．硬質(zhì)玻璃管中固體物質(zhì)減少的質(zhì)量
C．通入CO的質(zhì)量；D．反應后固體混合物的總質(zhì)量
探究二：實驗室通常利用反應“Zn+H₂SO₄=ZnSO₄+H₂↑”可以制氫氣．
（1）探究小組發(fā)現(xiàn)實驗室制氫氣常用粗鋅（含雜質(zhì)的鋅）而不用純鋅，原因是粗鋅跟硫酸反應放出氫氣的速率比純鋅快．現(xiàn)將等質(zhì)量的兩份純鋅粉分別加入a，b兩個燒杯中，兩燒杯中均各盛有相同的過量稀硫酸，同時向a燒杯中加入少量的CuO粉末，充分反應后兩燒杯中：
①產(chǎn)生氫氣的質(zhì)量：a______b（填“＜，＞，或=”）
②產(chǎn)生氫氣的速率：a______b（填“＜，＞，或=”）
（2）為了測定黃銅（銅、鋅合金）的組成，某研究性學習小組稱取該樣品10g，向其中逐滴加入9.8%的稀硫酸至剛好不再產(chǎn)生氣體為止．反應過程中生成的氣體與所用硫酸溶液的質(zhì)量關(guān)系如右圖所示．試計算：
①樣品中銅的質(zhì)量分數(shù)為：______．
②恰好完全反應時所消耗稀硫酸的質(zhì)量為______克．

Answer 1

【答案】分析：探究一：[猜想與實驗]（1）如果紅色粉末只是一種物質(zhì)時，可能是Cu或Cu₂O，因為Cu不與酸反應而Cu₂O能和酸反應，所以滴入稀硫酸即可鑒別；
（2）根據(jù)反應前CuO粉末的質(zhì)量算出銅元素的質(zhì)量，再用反應后固體混合物的總質(zhì)量減去銅元素的質(zhì)量，就是Cu₂O中氧元素的質(zhì)量，進而求出Cu₂O的質(zhì)量再求它們的質(zhì)量分數(shù)．
探究二：（1）等質(zhì)量的兩份純鋅粉與過量稀硫酸反應時，生成氫氣的質(zhì)量按鋅算，又因為鋅質(zhì)量相等所以產(chǎn)生氫氣的質(zhì)量也相等；
粗鋅跟硫酸反應放出氫氣的速率比純鋅快，所以加入少量的CuO粉末的要比什么都沒加的快．
（2）由圖可知生成氫氣的質(zhì)量為0.1g，根據(jù)氫氣質(zhì)量算出鋅質(zhì)量和硫酸質(zhì)量，用10g減去鋅的質(zhì)量就是銅的質(zhì)量，再算銅的質(zhì)量分數(shù)；用硫酸的質(zhì)量除以9.8%就是硫酸溶液的質(zhì)量．
解答：解：探究一：[猜想與實驗]（1）將紅色粉末放入試管中，再向試管中滴加稀硫酸，如果不反應，紅色物質(zhì)就是銅，如果反應且溶液變?yōu)樗{色說明紅色物質(zhì)是Cu₂O；
（2）用反應前CuO粉末的質(zhì)量乘以銅元素在氧化銅中的質(zhì)量分數(shù)，算出銅元素質(zhì)量，再用反應后固體混合物的總質(zhì)量減去銅元素的質(zhì)量，就是Cu₂O中氧元素的質(zhì)量，用氧元素的質(zhì)量除以Cu₂O中氧元素的質(zhì)量分數(shù)，算出Cu₂O的質(zhì)量再求出它們的質(zhì)量分數(shù)．

探究二：（1）因為是等質(zhì)量的兩份純鋅粉與過量稀硫酸反應，生成氫氣的質(zhì)量按鋅算，又因為鋅質(zhì)量相等所以產(chǎn)生氫氣的質(zhì)量也相等；由于粗鋅跟硫酸反應放出氫氣的速率比純鋅快，所以加入少量的CuO粉末的要比什么都沒加的快．
（2）由圖可知生成氫氣的質(zhì)量為0.1g，設要想生成0.1g氫氣需要參加反應的鋅的質(zhì)量為x，參加反應的硫酸質(zhì)量為y．
Zn+H₂SO₄=ZnSO₄+H₂↑
65   98        2
x    y        0.1g
，解得x=3.25g；
，解得y=4.9g；
銅的質(zhì)量分數(shù)：=67.5%，稀硫酸的質(zhì)量：=50g；
故答案為：探究一：[猜想與實驗]（1）將紅色粉末放入試管中，再向試管中滴加稀硫酸．（2）AD．
探究二：（1）①═②；＞．（2）①67.5%； ②50g．
點評：本題主要考查物質(zhì)組成的推斷，關(guān)鍵理清玻璃管中質(zhì)量為什么減少？生成物是什么？銅元素的質(zhì)量沒有減少，再推斷．