Question

【题目】同学们通过学习金属后，对铜的化学性质进行了进一步的研究。

项目一. 同学们将光亮铜片放在酒精灯火焰上灼烧，发现表面变黑，他们对黑色物质来源产生了兴趣，铜片表面黑色物质是什么呢?

【查阅资料】

（1）酒精不充分燃烧产生炭黑（即黑烟）；

（2）氧气的化学性质比较活泼，加热条件下能与金属铜反应生成黑色的氧化铜。

（3）氧化铜能与硫酸反应生成硫酸铜和水；炭黑难溶于水，且与硫酸不发生反应。

【猜想与假设】

猜想1：黑色固体是炭黑。

猜想2：黑色固体是空气中的氧气与铜反应生成的氧化铜。

猜想3：黑色固体既有炭黑又有氧化铜。

【进行实验】

实验步骤和方法	实验现象	实验结论
实验一：取一小段光亮铜片，放入试管内，然后用试管夹夹持试管，放在酒精灯的外焰部位加热。	铜片变黑	（1）猜想1不正确。 （2）黑色固体可能与空气中的 ______ 有关。
实验二：取一试管，将一小段光亮铜片放入试管中，塞上胶塞，并用注射器抽出试管内的空气，封好胶塞，并加热，观察现象。趁热取下胶塞，观察现象。	________	猜想2正确
实验三：将在酒精灯火焰上灼烧后的附着黑色固体的铜片，投入到盛有稀硫酸的试管中。	________	猜想3不正确

项目二. 同学们通过学习知道铜与盐酸、稀硫酸不能发生反应，但却发现化学老师用铜与硝酸制备出气体去做物理实验。同学们在实验室对铜与稀硝酸的反应进行了探究。

实验I
实验装置	实验现象
	铜片逐渐消失， 有无色气泡产生，试管中上部有红棕色气体出现； 溶液由无色变为蓝色

【探究】实验I中产生的无色气体是什么?

【查阅资料】

（1）硝酸（HNO3）与Cu反应生成硝酸铜和含氮元素的化合物；硝酸铜溶液呈蓝色；

（2）氨气（NH3）可以使酚酞溶液变红

（3）含氮元素的某些气态物质的物理性质

	NH3	NO	NO2
颜色	无色	无色	红棕色
气味	刺激性		刺激性
溶解性	极易溶于水	难溶于水	可溶于水或硝酸

【猜想与假设】无色气体可能是：①NH3 ②NO

【进行实验】同学们利用下图装置对产生的无色气体进行检验。

实验操作	实验现象
1. 打开弹簧夹，通入N2，一段时间后，关闭弹簧夹	B、C中导管口有无色气泡冒出
2. 将C中导管伸入集气瓶中，打开分液漏斗的活塞，滴入一定量稀硝酸，关闭活塞	A中有无色气泡产生 B中导管口有无色气泡冒出 C中集气瓶内收集到无色气体
3. 从水槽中取出集气瓶，敞口置于空气中	无色气体变为红棕色
4. 取少量B中液体于试管中，滴加无色酚酞溶液	试管中溶液颜色无明显变化

【解释与结论】

（1）操作1中，通入N2的目的是__________。

（2）同学们认为猜想①不正确，理由是__________。

（3）无色气体具有的化学性质是__________。

Answer 1

【答案】 氧气 打开胶塞前铜片不变黑，打开胶塞后铜片变黑 黑色固体全部溶解，溶液由无色变为蓝色 排出装置中的空气，防止干扰 B中液体加酚酞溶液不变色，说明不是氨气 能与氧气反应

【解析】（1）铜与空气中的氧气接触，在加热的条件下变为黑色，故可能与空气中的氧气有关；

（2）刚开始，试管中的氧气被抽空，铜没有变黑，当打开试管时，炽热的铜与空气中的氧气接触，铜变为黑色，说明铜在空气中加入生成了氧化铜；

（3）猜想3不正确，说明没有炭黑，只有氧化铜生成，故加入稀硫酸后可以看到的现象是黑色固体全部溶解，溶液由无色变为蓝色

（4）操作1中，通入N2的目的是排出装置中的空气，防止干扰；

（5）B中液体加酚酞溶液不变色，说明不是氨气；

（6）无色的气体遇到氧气时生成了红棕色的二氧化氮气体，说明该气体能与氧气反应；