Question

小明發(fā)現(xiàn)家中一枚戒指生滿了銅綠，他和同學(xué)利用這枚戒指展開了研究性學(xué)習(xí)．
【查閱資料】
①真金在空氣中不會生銹，生滿銅綠的“金戒指”材質(zhì)為銅鋅合金；
②銅長期露置在潮濕的空氣中能生成銅綠，其主要成分是堿式碳酸銅[Cu₂（OH）₂CO₃]，堿式碳酸銅受熱易分解生成CuO、H₂O和CO₂．據(jù)上述資料可推知，堿式碳酸銅由

 

種元素組成．
【實驗探究】
將該枚生滿銅綠的戒指加入過量稀鹽酸中，有氣泡產(chǎn)生，溶液由無色逐漸變?yōu)樗{(lán)綠色．
（1）小明認(rèn)為：氣體中除了含有CO₂外，還可能含有的氣體是

 

．產(chǎn)生該氣體的化學(xué)反應(yīng)方程式為

 

．
（2）小華認(rèn)為藍(lán)綠色溶液中除含有氯化鋅外，還應(yīng)該含有

 

、

 

．他取適量上述藍(lán)綠色溶液，加入光亮的鐵片，觀察到了現(xiàn)象：①

 

，②

 

，從而證實了自己的觀點．
（3）小娟取適量新制的FeCl₂溶液，加入鋅粒，一段時間后，溶液顏色變淺．發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為

 

．結(jié)合小華的實驗可推知：鐵、鋅、銅三種金屬的活動性由弱到強(qiáng)的順序是

 

．
（4）小明想進(jìn)一步探究“金戒指”中銅元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，取一枚同材質(zhì)的“金戒指”，稱得質(zhì)量為3.8g．在老師的指導(dǎo)下，將“金戒指”經(jīng)濃硝酸氧化、堿化等步驟處理后，最終得到純凈的氧化銅，稱得質(zhì)量仍然為3.8g（實驗過程中銅元素?fù)p失忽略不計）．則“金戒指”中銅元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是多少？（寫出計算程）

Answer 1

分析：[查閱資料]根據(jù)化學(xué)反應(yīng)前后元素種類不發(fā)生改變分析解答；
[實驗探究]（1）根據(jù)戒指的成分可以做出推斷；
（2）從戒指的成分和探究過程中加入過量的酸可知，溶液中還含有氯化銅和鹽酸，這兩種物質(zhì)都能和鋅反應(yīng)并伴隨不同的現(xiàn)象，可以據(jù)此解答；
（3）根據(jù)鋅和氯化亞鐵反應(yīng)生成鐵和氯化鋅，鐵能置換氯化銅中的銅分析解答；
（4）根據(jù)3.8g氧化銅中的銅元素就等于金戒指中的銅元素的質(zhì)量即單質(zhì)銅的質(zhì)量計算即可．

解答：解：[查閱資料]堿式碳酸銅受熱易分解生成CuO、H₂O和CO₂，這三種生成物中共含有四種元素；
[實驗探究]（1）戒指的成分中有鋅，故能和鹽酸反應(yīng)放出H₂；鋅和稀鹽酸反應(yīng)生成氯化鋅和氫氣；
（2）堿式碳酸銅能和鹽酸反應(yīng)生成氯化銅，同時鹽酸是過量的，故藍(lán)色溶液中還含有CuCl₂ 、HCl等溶質(zhì)；氯化銅和鋅反應(yīng)能置換出紅色的銅，鹽酸和鋅反應(yīng)放出氫氣，所以可以觀察到反應(yīng)的現(xiàn)象是：①有氣泡產(chǎn)生②有紅色物質(zhì)析出；
（3）鋅和氯化亞鐵反應(yīng)生成鐵和氯化鋅，證明鋅比鐵活潑，又鐵能置換氯化銅中的銅，所以可得出Cu＜Fe＜Zn；
（4）氧化銅中的銅元素就等于金戒指中的銅元素的質(zhì)量即單質(zhì)銅的質(zhì)量，3.8g氧化銅中銅元素的質(zhì)量為3.8g×

64

64+16

×100%=3.04g；金戒指中銅元素的質(zhì)量為3.04g，所以金戒指中銅元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為

3.04g

3.8g

×100%=80%．
故答案：[查閱資料]②4；
[實驗探究]
（1）H₂；Zn+2HCl═ZnCl₂+H₂↑；
（2）CuCl₂；HCl（答案可互換）；①有氣泡產(chǎn)生②有紅色物質(zhì)析出（溶液顏色變淺）（答案可互換）
（3）Zn+FeCl₂═ZnCl₂+Fe；Cu＜Fe＜Zn；（4）80%．

點評：本題從物質(zhì)的元素組成，物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)，如何分析溶液的成分，物質(zhì)的檢驗，金屬活動性順序的應(yīng)用，化學(xué)計算等方面進(jìn)行考查，容量大，難易程度成階梯上升，是一道很好的題．