Question

【题目】铜是生活中常见的一种金属，在生活、生产中有广泛的应用。

（1）如图为铜元素在元素周期表中的信息，铜元素的原子序数为___；

（2）铜离子(Cu2＋)的核外电子数为____________；

（3）电气工业上常用铜作电缆的内芯，是利用铜具有良好的_____性；

（4）铜是一种不活泼的金属，但铜制品长期露置在潮湿空气中，表面变绿色，即生成了“铜绿”（化学式：Cu2(OH)2CO3）。

某同学根据铜绿的成分Cu2(OH)2CO3作出猜想：金属铜锈蚀的条件除有氧气和水外，还必须有二氧化碳。为证明“必须有二氧化碳”，需要进行如图所示实验中的_____（选填实验编号甲、乙、丙、丁）

（5）某兴趣小组以锈蚀严重的废铜屑为原料（假设不含其他杂质）制取纯铜。如图是兴趣小组设计的两种回收铜的实验方案：

查阅资料：Cu2(OH)2CO3+2H2SO4═2CuSO4+3H2O+CO2↑

（分析评价）

①步骤Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ都需要进行的实验操作是___________；

②步骤Ⅳ过程发生反应的化学方程式为__________________、_________________；

③同一份废铜屑分别通过上述两种方案最终得到的铜的质量：方案一_____（填“＞”或“=”或“＜”）方案二。以上两种方案中，方案二优越于方案一，理由是________（答一点）。

（拓展探究）在方案一中，小明和小丽分别取24克氧化铜，用CO还原，小明得到19.2克红色固体，小丽得到20.8克红色固体。为什么两人得到的红色固体质量不相等？

查阅资料：

Ⅰ．CO还原CuO时也可产生红色的氧化亚铜（Cu2O）

Ⅱ．Cu2O+H2SO4（稀）=Cu+CuSO4+H2O

他们分析推断：

④一致认为________（填“小明”或“小丽”）的产物中肯定含有Cu2O；

⑤用CO还原4克CuO得到红色固体a克，若红色固体为Cu和Cu2O的混合物，则a的取值范围为____________；

⑥可以用简单的实验验证红色固体中是否有Cu2O，请简述操作、现象及结论：_____。

（6）我国约在南北朝时就开始冶炼黄铜。黄铜是铜和锌的合金（Cu-Zn），它可用来制造电器零件及日用品。为了测定某黄铜样品中铜的质量分数（不考虑黄铜中的其他杂质），现将30g稀盐酸分三次加入到10g黄铜样品粉末中，每次充分反应后，测定本次生成氢气的质量，实验数据见表。试求：

	第一次	第二次	第三次
加入稀盐酸的质量（g）	10	10	10
本次生成氢气的质量（g）	0.04	m	0.02

①m=____________。

②此黄铜样品中铜的质量分数是多少_______？。

③稀盐酸的溶质质量分数是_______。

④在坐标系中画出生成氢气总质量与加入盐酸质量关系的图像。______

Answer 1

【答案】29 27 导电性 甲丁 过滤 Fe + H2SO4 ==== FeSO4 + H2 ↑ Fe +CuSO4 ==== FeSO4 +Cu = 不需要加热、操作简单(合理即可) 小丽 3.2g<a<3.6g 取样加入适量稀硫酸，溶液变成蓝色，则证明红色固体中含有Cu2O 0.04 67.5% 14.6%

【解析】

（1）根据元素周期表中的信息知道，铜元素的原子序数为29；

（2）铜原子形成铜离子(Cu2＋)时，失去了两个电子，所以铜离子(Cu2＋)的核外电子数为29-2=27；

（3）电气工业上常用铜作电缆的内芯，是利用铜具有良好的导电性。

（4）做对比实验必须控制变量，其中一个实验中有铜、水、氧气、二氧化碳，该实验中铜锈蚀，另外一个实验中有铜、水、氧气，该实验中无二氧化碳，铜没有锈蚀，通过对比可知，二氧化碳是铜锈蚀的必要条件，故选甲、丁。

（5）分析评价：①通过过滤可将固体与液体分离，所以该实验操作是过滤。②溶液A中含有稀硫酸和硫酸铜溶液，加入过量铁粉，发生反应的化学方程式为：Fe+H2SO4==FeSO4+H2↑、Fe+CuSO4==Cu+FeSO4 。③反应前后各种元素的质量相等，所以两种实验方案反应后得到铜的质量相等。方案二不需要加热、操作简单，并且无污染。

拓展探究：④氧化亚铜中含有氧元素，会使固体质量偏大，故填“小丽”。⑤当CuO完全被还原为Cu时，设生成Cu的质量是x，

=，解得x=3.2g

当CuO完全被还原为Cu2O时，设生成Cu的质量是y。

=，解得y=3.6g

若红色固体为Cu和Cu2O的混合物，则a的取值范围为3.2g<a<3.6g

⑥Cu2O可与稀硫酸反应生成蓝色硫酸铜溶液，而铜与稀硫酸不反应，所以取样加入适量稀硫酸，如果溶液变成蓝色，则证明红色固体中含有Cu2O。

（6）第一次加入10g稀盐酸生成0.04g氢气，第三次加入10g稀盐酸生成0.02g氢气，说明第二次加入稀盐酸反应后有锌剩余，所以第二次加入10g稀盐酸生成0.04g氢气。①m=0.04。

②由实验数据可知，一共生成氢气的质量是0.04g+0.04g+0.02g=0.1g，设此黄铜样品中锌的质量是x。

=，解得x=3.25g

此黄铜样品中铜的质量为：10g-3.25g=6.75g

此黄铜样品中铜的质量分数为：×100%=67.5%

③由实验数据可知，10g稀盐酸与足量的锌反应生成0.04g氢气，设稀盐酸的溶质质量分数是z。

=，解得z=14.6%

④当消耗10g稀盐酸时生成0.04g氢气，最多生成0.1g氢气，根据数据分析知道，此时消耗稀盐酸的质量是25g。然后将点连接起来，即可得到氢气总质量与加入盐酸质量关系的图像。