Question

17．小明發(fā)現(xiàn)家中一枚戒指生滿了銅綠，他和同學利用這枚戒指展開了研究性學習．
[查閱資料]真金在空氣中不會生銹，生滿銅綠的“金戒指”材質為銅鋅合金；
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，堿式碳酸銅受熱易分解生成CuO、H₂O和CO₂．
[實驗探究]將該枚戒指加入過量稀鹽酸，有氣泡產(chǎn)生，溶液由無色逐漸變?yōu)樗{綠色．
（1）小明認為：氣體中除了含有CO₂，還可能含有少量H₂ ．
（2）小紅認為藍綠色溶液中的溶質只有氯化鋅．小華認為溶液中的溶質除了氯化鋅外，還應該含有CuCl₂、HCl．他取適量上述藍綠色溶液，加入光亮的鐵片，觀察到了現(xiàn)象：①有氣泡產(chǎn)生，②有紅色物質析出，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．結合小華的實驗可推知：鐵、鋅、銅三種金屬的活動性由弱到強的順序是Cu、Fe、Zn．
（4）小明想進一步探究“金戒指”中銅元素的含量，取一枚同材質的“金戒指”，稱得質量為3.8g．在老師的指導下，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，稱得質量仍然為3.8g（實驗過程中銅元素損失忽略不計）．則“金戒指”中銅元素的質量分數(shù)是多少？（寫出計算過程）

Answer 1

分析 （1）從戒指的成分和探究過程中加入過量的酸來考慮答案．
（2）根據(jù)溶液的顏色和前面加入的過量的酸，說明溶液中還含有氯化銅和鹽酸，這兩種物質都能和鐵反應并伴隨不同的現(xiàn)象．
（3）根據(jù)金屬活動性順序的應用，排在前面的金屬能把排在它后面的金屬從其鹽溶液中置換出來．

解答 解：（1）戒指的成分中有鋅，故能和鹽酸反應放出H₂；
（2）堿式碳酸銅能和鹽酸反應生成氯化銅，同時鹽酸是過量的，故藍色溶液中還含有CuCl₂ HCl等溶質；氯化銅和鐵反應能置換出紅色的銅，鹽酸和鐵反應放出氫氣，故反應現(xiàn)象是：有氣泡產(chǎn)生；有紅色物質析出；
（3）鋅能置換出鐵，鐵能置換出銅，故金屬活動性由弱到強為：Zn、Fe、Cu；
（4）銅鋅合金最后變成了同質量的氧化銅，銅元素在反應過程中質量不變，故銅在氧化銅中的質量分數(shù)就是銅在合金中的質量分數(shù)．計算方法：
CuO中Cu%=$\frac{64}{64+16}$×100%=80%
故答案為：（1）H₂；
（2）CuCl₂；HCl；有氣泡產(chǎn)生；有紅色物質析出；
（3）Cu、Fe、Zn
（4）CuO中Cu%=$\frac{64}{64+16}$×100%=80%．

點評 本題從物質的元素組成，物質的化學性質，如何分析溶液的成分，物質的檢驗，金屬活動性順序的應用等方面進行考查，容量大，難易程度成階梯上升，是一道很好的大題．