Question

13．銅器久置，表面會生成一層綠色固體，為了解銅在空氣中的腐蝕情況，某化學(xué)興趣小組收集家中銅器表面的綠色固體進(jìn)行探究．查閱相關(guān)資料后，猜想該綠色物質(zhì)可能是銅的碳酸鹽．
該小組同學(xué)利用如圖裝置進(jìn)行實驗．
①對試管內(nèi)的綠色固體進(jìn)行加熱，至完全分解，觀察到A裝置中綠色固體逐漸變成黑色，B裝置中無水硫酸銅變成藍(lán)色，C裝置中澄清石灰水變渾濁．
②取少量加熱后生成的黑色固體于試管中，加入稀硫酸．觀察到黑色固體逐漸溶解，溶液變成藍(lán)色．
③取少量上述藍(lán)色溶液加入試管中，浸入一根潔凈的鐵絲．觀察到鐵絲表面有紅色物質(zhì)析出．
請回答下列問題：
（1）綠色固體中含有的元素是Cu、H、O、C．
（2）加熱后試管中剩余的黑色物質(zhì)是CuO．
（3）假設(shè)該綠色物質(zhì)是一種純凈物，則其化學(xué)式可能是Cu₂（OH）₂CO₃，加熱分解的化學(xué)方程式為Cu₂（OH）₂CO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CuO+H₂O↑+CO₂↑．
（4）上述實驗步驟③中的反應(yīng)的離子方程式為Fe+Cu²⁺═Cu+Fe²⁺．
（5）實驗裝置最后的干燥管的作用是防止空氣中的CO₂進(jìn)入廣口瓶．
（6）如果將B、C兩裝置對調(diào)，能否達(dá)到實驗?zāi)康�？不能，為什么？對調(diào)后無法說明反應(yīng)中有水生成．

Answer 1

分析 ①因無水硫酸銅能和水反應(yīng)生成藍(lán)色的硫酸銅晶體，所以對試管內(nèi)的綠色固體進(jìn)行加熱，至完全分解，觀察到A裝置中綠色固體逐漸變成黑色，B裝置中無水硫酸銅變成藍(lán)色，說明分解產(chǎn)物中有水蒸氣，二氧化碳能使澄清的石灰水變渾濁，所以C裝置中澄清石灰水變渾濁，說明分解產(chǎn)物中有二氧化碳；
②取少量加熱后生成的黑色固體于試管中，加入稀硫酸，觀察到黑色固體逐漸溶解，溶液變成藍(lán)色，則黑色固體為CuO；
③取少量上述藍(lán)色溶液加入試管中，浸入一根潔凈的鐵絲，觀察到鐵絲表面有紅色物質(zhì)析出，即析出Cu，
所以該綠色固體中含有C、H、O、Cu元素．
（1）根據(jù)以上分析判斷綠色固體中的元素；
（2）由分析可知黑色固體為CuO；
（3）假設(shè)該綠色物質(zhì)是一種純凈物，根據(jù)組成元素和各元素的化合價分析該物質(zhì)應(yīng)是堿式鹽；
（4）步驟③中Fe與銅離子反應(yīng)生成Cu和亞鐵離子；
（5）裝置C是檢驗二氧化碳的，要避免空氣中的二氧化碳進(jìn)入C，而產(chǎn)生干擾；
（6）如果將B、C兩裝置對調(diào)，無法說明反應(yīng)中有水生成．

解答 解：（1）無水硫酸銅能和水反應(yīng)生成藍(lán)色的硫酸銅晶體，綠色固體加熱，至完全分解，B裝置中無水硫酸銅變成藍(lán)色，說明反應(yīng)有水生成，從而可確定物質(zhì)中含有氫、氧元素；C裝置中澄清石灰水變渾濁，說明生成了二氧化碳，可確定物質(zhì)中含有碳、氧元素；銅器上出現(xiàn)的固體，A裝置中綠色固體逐漸變成黑色，則黑色固體可能是氧化銅，加入稀硫酸．觀察到黑色固體逐漸溶解，溶液變成藍(lán)色，說明黑色固體一定是氧化銅，原固體中含有銅、氧元素，所以綠色固體物質(zhì)中含有氫、碳、氧、銅；
故答案為：Cu；C；H；O；
（2）氧化銅為黑色固體，硫酸銅溶液為藍(lán)色溶液，取少量加熱后生成的黑色固體于試管中，加入稀硫酸，觀察到黑色固體逐漸溶解，溶液變成藍(lán)色，則黑色固體為CuO，
故答案為：CuO；
（3）假設(shè)該綠色物質(zhì)是一種純凈物，由組成元素和各元素的化合價可知該物質(zhì)應(yīng)是堿式鹽，其化合式為：Cu₂（OH）₂CO₃，堿式碳酸銅受熱分解生成氧化銅、二氧化碳、水，反應(yīng)的方程式為：Cu₂（OH）₂CO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CuO+H₂O↑+CO₂↑，
故答案為：Cu₂（OH）₂CO₃；Cu₂（OH）₂CO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CuO+H₂O↑+CO₂↑；
（4）步驟③中Fe與銅離子反應(yīng)生成Cu和亞鐵離子，其反應(yīng)的離子方程式為：Fe+Cu²⁺=Cu+Fe²⁺；
故答案為：Fe+Cu²⁺=Cu+Fe²⁺；
（5）裝置C是檢驗二氧化碳的，要避免空氣中的二氧化碳進(jìn)入C，而產(chǎn)生干擾，所以實驗裝置最后的干燥管的作用是防止空氣中的CO₂進(jìn)入廣口瓶，
故答案為：防止空氣中的CO₂進(jìn)入廣口瓶；
（6）如果將B、C兩裝置對調(diào)，氣體通過C會帶出水蒸氣，不能確定加熱綠色固體是否有水生成，
故答案為：不能；對調(diào)后無法說明反應(yīng)中有水生成．

點評 本題考查了Cu及其化合物性質(zhì)、探究物質(zhì)的組成的實驗，題目難度中等，側(cè)重于考查學(xué)生對元素化合物性質(zhì)的應(yīng)用能力和實驗探究能力．