Question

【題目】某化學學習小組在學習了Al、Fe的性質后,設計如下實驗,探究Cu的常見化合物的性質。

[實驗1]探究Cu(OH)2是否具有兩性

藥品:CuSO4溶液、濃NaOH溶液、稀H2SO4。

實驗步驟:

①取少量CuSO4溶液于試管中,逐滴加入濃NaOH溶液至產生較多藍色沉淀,靜置后過濾。

②結論:Cu(OH)2具有兩性。

(1)實驗步驟②的內容為______

(2)能證明Cu(OH)2具有兩性的實驗現象為_______

[實驗2]探究Cu(I)和Cu(Ⅱ)的穩定性

實驗步驟:

①取98gCu(OH)2固體,加熱至80~100℃時，得到80g黑色固體粉末，繼續加熱到1000℃以上，黑色粉末全部變成紅色粉末A。

②冷卻后稱量,A的質量為72g。

③向A中加人適量的稀硫酸,得到藍色溶液，同時觀察到容器中還有紅色固體存在。

(3)通過計算判斷A的化學式為_______(不需要書寫計算過程)

(4)步驟③中發生反應的離子方程式為____________

(5)根據上述實驗現象得出Cu(I)和Cu(Ⅱ)的穩定性大小的結論為:固態時___________，酸性溶液中________。

[實驗3]探究CuO被NH3還原的產物

該學習小組同學設計了如圖所示的實驗裝置(夾持及尾氣處理裝置未面出)。實驗中觀察到CuO變為紅色物質。查資料可知,同時生成一種無污染的氣體。

(6)反應產生的無污染氣體的化學式為_______

(7)有同學認為NH3與CuO反應后生成的紅色物質是Cu,也有同學認為NH3與CuO反應后生成的紅色物質是Cu和A的混合物。請你設計個簡單的實驗方案驗證紅色物質中是否含有A:_____。

Answer 1

【答案】 將沉淀分成兩份，分別加入稀H2SO4和濃NaOH溶液 Cu(OH)2既能溶于稀H2SO4，又能溶于濃NaOH溶液 Cu2O Cu2O+2H+ == Cu+Cu2++H2O Cu（Ⅰ）比Cu（Ⅱ）穩定 Cu（Ⅱ）比Cu（Ⅰ）穩定 N2 取反應后生成的紅色物質少許，加入稀H2SO4，若溶液變為藍色，說明紅色物質中含有A，反之則無

【解析】(1)要證明Cu(OH)2具有兩性,應先加入堿生成Cu(OH)2,然后在氫氧化銅中加入硫酸以及氫氧化鈉,觀察其是否能反應,所以需要的試劑是H2SO4溶液、NaOH溶液, 實驗步驟②的內容為將沉淀分成兩份，分別加入稀H2SO4和濃NaOH溶液；
因此，本題正確答案是: 將沉淀分成兩份，分別加入稀H2SO4和濃NaOH溶液；

（2）能證明Cu(OH)2具有兩性的實驗現象為Cu(OH)2既能溶于稀H2SO4，又能溶于濃NaOH溶液；

(3)98g Cu(OH)2固體的物質的量為1mol,解熱分解生成的72g固體中含有Cu的質量為1mol,即64g,則氧原子的質量為72g-64g=8g,,
則A中n(Cu):n(O)=2:1,所以A的化學式為Cu2O；

（4）向A中加入適量的稀硫酸,得到藍色溶液,同時觀察到容器中還有紅色固體存在,說明生成了銅和銅離子,反應的化學方程式為:,
因此，本題正確答案是: Cu2O+2H+ == Cu+Cu2++H2O；

（5）80℃℃時,得到黑色固體粉末,為CuO,繼續加熱到1000℃以上,黑色粉末全部變成紅色粉末,說明在較高溫度時Cu2O穩定,與酸反應生成硫酸銅和銅,說明在酸性條件下+2價的銅穩定,所以結論為:固態時Cu（Ⅰ）比Cu（Ⅱ）穩定，酸性溶液中Cu（Ⅱ）比Cu（Ⅰ）穩定。

(6)氧化銅和氨氣反應生成紅色物質銅,根據反應遵循質量守恒定律和該氣體無污染確定氣體為氮氣,因此，本題正確答案是:N2；

（7）如含有Cu2O,根據其與酸反應的現象可判斷,方程式為: Cu2O+2H+ == Cu+Cu2++H2O，溶液變藍,而銅與稀硫酸不反應，因此，本題正確答案是: 取反應后生成的紅色物質少許，加入稀H2SO4，若溶液變為藍色，說明紅色物質中含有A，反之則無。