Question

【題目】某化學(xué)研究性學(xué)習(xí)小組設(shè)想探究銅的常見(jiàn)化學(xué)性質(zhì)，過(guò)程設(shè)計(jì)如下：

[提出猜想]

問(wèn)題1：在周期表中，銅與鋁的位置很接近，銅不如鋁活潑，氫氧化鋁具有兩性，氫氧化銅有兩性嗎？

問(wèn)題2：鐵和銅都有變價(jià)，一般情況下，正二價(jià)鐵的穩(wěn)定性小于正三價(jià)的鐵，正一價(jià)的銅穩(wěn)定性也小于正二價(jià)的銅嗎？

問(wèn)題3：氧化銅有氧化性，能被H2、CO還原，它能被氮的某種氣態(tài)氫化物還原嗎？

[實(shí)驗(yàn)探究]

Ⅰ．解決問(wèn)題1：

（1）需用到的藥品除銅、鋁、1mol/LCuSO4溶液、稀H2SO4外還需___________ (填試劑化學(xué)式)；

（2）配制1 mol/LCuSO4溶液25mL，選用的儀器除燒杯、天平、玻璃棒、量筒、膠頭滴管外，還有_________________（填儀器名稱）；

（3）為達(dá)到目的，你認(rèn)為應(yīng)進(jìn)行哪些相關(guān)實(shí)驗(yàn)？（實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和步驟）

①制備Cu(OH)2； ②_______________________________________________________

Ⅱ．解決問(wèn)題2的實(shí)驗(yàn)步驟和現(xiàn)象如下：取一定量制得的氫氧化銅周體，于坩堝中灼燒，當(dāng)溫度達(dá)到80～100℃得到黑色同體粉末；繼續(xù)加熱至1000℃以上，黑色粉末全部變成紅色粉末氧化亞銅；取適量紅色氧化亞銅粉末于潔凈試管中，加入過(guò)量的稀硫酸或鹽酸，得到藍(lán)色溶液，同時(shí)觀察到試管底還有紅色固體存在。根據(jù)以上實(shí)驗(yàn)及現(xiàn)象：

（4）寫出氧化亞銅與稀硫酸（或鹽酸）反應(yīng)的離子方程式：_________________________________；

（5）從實(shí)驗(yàn)Ⅱ可得出的結(jié)論是__________________________________________________________。

Ⅲ．解決問(wèn)題3：

設(shè)計(jì)如下裝置：（夾持裝置未畫出）

當(dāng)某種氮的氣態(tài)氫化物(X)緩緩?fù)ㄟ^(guò)灼熱的氧化銅，觀察到氧化銅由黑色變成了紅色，無(wú)水硫酸銅變成藍(lán)色，生成物中還有一種無(wú)污染的氣體Y；將X通入紅熱的CuO燃燒管完全反應(yīng)后，消耗0.01 mol X，測(cè)得B裝置增重0.36 g，并收集到單質(zhì)氣體Y0.28 g；

（6）研究小組同學(xué)確證燃燒管生成的紅色物質(zhì)是銅，你認(rèn)為他們確證的方法是________________；

（7）X氣體的摩爾質(zhì)量為_____________；

（8）C中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式：______________________________________________________。

Answer 1

【答案】NaOH溶液250 mL容器瓶將Cu(OH)2分別與稀硫酸、NaOH溶液反應(yīng)Cu2O+2H+=Cu+Cu2++H2O固體時(shí)低溫下，Cu2+穩(wěn)定；1 000℃以上時(shí)，Cu+穩(wěn)定；在酸性環(huán)境Cu2+穩(wěn)定、Cu+不穩(wěn)定將紅色物質(zhì)置于稀硫酸中，若溶液不變藍(lán)，則確定為Cu32g/molN2H4+2CuO2Cu+N2+2H2O

【解析】

Ⅰ、（1）探究氫氧化銅是否能和硫酸和氫氧化鈉反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)來(lái)選擇藥品；（2）配制一定物質(zhì)的量濃度的溶液所需儀器：燒杯、天平、玻璃棒、量筒、膠頭滴管、一定體積的容量瓶；（3）氫氧化銅是否能和硫酸和氫氧化鈉反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)中，首先是氫氧化銅的配制，然后是讓氫氧化銅和硫酸以及氫氧化鈉反應(yīng)；Ⅱ、（4）氧化亞銅與稀硫酸（或鹽酸）反應(yīng)生成金屬單質(zhì)銅和二價(jià)銅離子的鹽溶液；（5）根據(jù)溶液中的離子反應(yīng)來(lái)確定穩(wěn)定存在的離子；Ⅲ、（6）根據(jù)金屬銅和氧化亞銅的性質(zhì)區(qū)別來(lái)回答；（8）根據(jù)原子守恒確定氣態(tài)氫化物的化學(xué)式，并根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象來(lái)書(shū)寫化學(xué)方程式。

Ⅰ、（1）探究氫氧化銅是否能和硫酸和氫氧化鈉反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)需要的藥品是：制取氫氧化銅的硫酸銅和氫氧化鈉，驗(yàn)證試驗(yàn)用到硫酸和氫氧化鈉，所以需要硫酸銅和氫氧化鈉以及硫酸溶液；（2）配制一定物質(zhì)的量濃度的溶液所需儀器：燒杯、天平、玻璃棒、量筒、膠頭滴管、一定體積的容量瓶，容量瓶的規(guī)格根據(jù)所配置的溶液來(lái)確定，故答案為：250mL容量瓶；（3）氫氧化銅是否能和硫酸和氫氧化鈉反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)中，首先是氫氧化銅的配制，然后是讓氫氧化銅和硫酸以及氫氧化鈉反應(yīng)，所以實(shí)驗(yàn)步驟第一步是：用CuSO4溶液和NaOH溶液制Cu（OH）2；第二步是：將Cu（OH）2分別與稀H2SO4和NaOH溶液反應(yīng)，故答案為：將Cu（OH）2分別與稀H2SO4和NaOH溶液反應(yīng)；Ⅱ、（4）氧化亞銅與稀硫酸（或鹽酸）反應(yīng)生成金屬單質(zhì)銅和二價(jià)銅離子的鹽溶液，反應(yīng)實(shí)質(zhì)是：Cu2O+2H+=Cu+Cu2++H2O；（5）根據(jù)溶液中的離子反應(yīng)Cu2O+2H+=Cu+Cu2++H2O 可以知道在溶液中Cu2+的穩(wěn)定性強(qiáng)于Cu+，故從實(shí)驗(yàn)Ⅱ可得出的結(jié)論是：固體時(shí)低溫下，Cu2+穩(wěn)定；1 000℃以上時(shí)，Cu+穩(wěn)定；在酸性環(huán)境Cu2+穩(wěn)定、Cu+不穩(wěn)定；Ⅲ、（6）金屬銅不能和稀硫酸反應(yīng)，氧化亞銅能和稀硫酸反應(yīng)，生成硫酸銅藍(lán)色溶液，故答案為：將紅色物質(zhì)置于稀硫酸中，溶液不變藍(lán)，則證明為銅；（7）消耗0.01mol X，測(cè)得B裝置增重0.36g，即生成0.02mol的水，并收集到單質(zhì)氣體Y 0.28g即氮?dú)?/span>0.01mol，根據(jù)原子守恒可以確定氣態(tài)氫化物X中含有4個(gè)氫原子和2個(gè)氮原子，X的化學(xué)式為N2H4，摩爾質(zhì)量為32g/mol；（8）C中發(fā)生反應(yīng)是N2H4和氧化銅反應(yīng)生成銅、氮?dú)夂退�，反�?yīng)的化學(xué)方程式為：N2H4+2CuO2Cu+N2+2H2O。