Question

某研究性學(xué)習(xí)小組在學(xué)習(xí)金屬鐵的知識(shí)后，為了解銅及其常見(jiàn)化合物的性質(zhì)，運(yùn)用類比的思想提出了如下問(wèn)題，并進(jìn)行探究。請(qǐng)幫助完成下列有關(guān)研究并填寫(xiě)有關(guān)空白。

（1）【提出問(wèn)題】

①鐵能與稀硫酸反應(yīng)產(chǎn)生氫氣，銅能嗎？銅與濃硫酸會(huì)發(fā)生反應(yīng)嗎？

②鐵在潮濕的空氣中易生銹，銅“生銹”需要什么條件？

③氧化鐵能夠被一氧化碳還原，氧化銅可以嗎？氧化銅能直接轉(zhuǎn)化為氫氧化銅嗎？氧化銅還有哪些性質(zhì)？

④有哪些途徑可以由銅逐步轉(zhuǎn)變?yōu)闅溲趸�銅？

（2）【查閱資料與問(wèn)題解決】

①銅不能與稀硫酸發(fā)生置換反應(yīng)，是因?yàn)樵诮饘倩顒?dòng)性順序表中，銅排在              之后。 銅能與濃硫酸發(fā)生反應(yīng)，其反應(yīng)方程式為： Cu+2H2SO4（濃）CuSO4+2H2O+SO2↑此反應(yīng)中化合價(jià)升高的元素是             。

②銅在潮濕的空氣中也能“生銹”形成銅綠，銅綠的主要成分為Cu2 (OH)2 CO3。由此可以推測(cè)：銅“生銹”過(guò)程中，參與反應(yīng)的物質(zhì)有銅、氧氣、水和              。

③氧化銅可以在加熱的條件下被一氧化碳等還原成銅，其與一氧化碳反應(yīng)的化學(xué)方程式為 ；氧化銅不能與水反應(yīng)生成氫氧化銅，但能與硫酸、鹽酸等發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)形成相應(yīng)的銅鹽；在高溫下，氧化銅能分解成磚紅色的氧化亞銅(Cu2O)和氧氣，反應(yīng)的化學(xué)方程式為              。

④由銅轉(zhuǎn)化為氫氧化銅，從化學(xué)反應(yīng)的原理看，可以是流程I：

也可以是流程II：

與流程I相比，流程Ⅱ的優(yōu)點(diǎn)是              和                。

還可以有更多的流程。若流程Ⅲ與流程I相比，也是兩步反應(yīng)，但第一步與銅反應(yīng)的

試劑不同，則流程Ⅲ中第一步反應(yīng)的化學(xué)方程式為               。

 

Answer 1

【答案】

  ①氫．銅．

②二氧化碳．

③　CuO+COCu+CO₂； 4CuO2Cu₂O+O₂↑．

④安全、環(huán)保．

Cu+2AgNO₃=Cu（NO₃）₂+2Ag

【解析】

試題分析：（2）①在金屬活動(dòng)性順序表中排在氫后面的金屬不能與硫酸發(fā)生置換反應(yīng)生成氫氣。

在反應(yīng)“Cu+2H₂SO₄（濃） △ CuSO₄+2H₂O+SO₂↑”中銅元素的化合價(jià)由反應(yīng)前的零價(jià)升高為反應(yīng)后的+2價(jià)。

②銅綠的主要成分為Cu₂ (OH)₂ CO₃，其中含有銅、氧、氫、碳等元素。所以銅“生銹”過(guò)程中，參與反應(yīng)的物質(zhì)除有銅、氧氣、水之外，還應(yīng)該有一種含碳元素且空氣中含有的物質(zhì)—二氧化碳。

③氧化銅可以在加熱的條件下被一氧化碳等還原成銅，其與一氧化碳反應(yīng)的化學(xué)方程式為：CuO+COCu+CO₂；

在高溫下，氧化銅能分解成磚紅色的氧化亞銅(Cu₂O)和氧氣，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：4CuO2Cu₂O+O₂↑．

④流程Ⅱ使用的是稀硫酸，與流程I使用濃硫酸相比的優(yōu)點(diǎn)有：安全（濃硫酸的強(qiáng)腐蝕性）、環(huán)保（濃硫酸與銅反應(yīng)生成的二氧化硫會(huì)造成空氣污染）。

流程Ⅲ中第一步與銅反應(yīng)的物質(zhì)應(yīng)為在金屬活動(dòng)性表中排在銅后面的金屬的鹽溶液，即硝酸銀。所以反應(yīng)的化學(xué)方程式為：Cu+2AgNO₃=Cu（NO₃）₂+2Ag

考點(diǎn)：科學(xué)探究

點(diǎn)評(píng)：本題結(jié)合科學(xué)探究考查了質(zhì)量守恒定律、金屬的化學(xué)性質(zhì)、實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)等知識(shí)點(diǎn)。