【题目】室温下,某实验小组探究等量且表面积相同的镁条与硫酸铜溶液的反应。(注:反应前镁条用砂纸打磨除去表面氧化膜且镁条过量)

实验

操作

实验现象

4mL 0.1mol/LCuSO4溶液(pH约为4.2

1.有无色无味气体生成

2.镁条表面逐渐生成大量黑褐色膨松状不溶物

3.反应一段时间后,溶液逐渐变浑浊,有蓝绿色沉淀生成

4mL 0.5mol/LCuSO4溶液(pH约为3.6

1.有大量无色无味气体生成

2.镁条表面逐渐生成红褐色不溶物

3.反应一段时间后,溶液中逐渐有蓝绿色沉淀生成,镁条上红褐色物质脱落,有光亮的红色物质生成

开始无明显现象,一段时间后产生微量无色无味气体

(1)实验Ⅰ中生成的无色无味气体的主要成分是________,产生原因是_________(用简单文字和离子方程式表示)。设计实验Ⅲ的目的是________

(2)为了探究实验Ⅰ中黑褐色不溶物的成分,做实验Ⅳ。

实验

操作

实验现象

1.加入浓盐酸后,沉淀部分溶解。溶液为黄色

2.多次洗涤后的残余固体加入浓硝酸,有大量红棕色气体生成,溶液变为蓝色

查阅资料:Cu2O可溶于浓盐酸,得到黄色溶液。

经检测,黑褐色不溶物中含有Cu2O,请解释Cu2O产生的可能原因_________。由实验Ⅳ可以推测,黑褐色不溶物中还含有_______。残余固体加入浓硝酸时,反应的化学方程式是________

(3)X射线检测,蓝绿色沉淀中含Cu2+SO42-OH。小组同学查阅资料:碱式硫酸铜(Cu2(OH)2SO4)是一种绿色晶体,在水中溶解度极小,能溶于稀酸和氨水。据此对沉淀成分提出两种假设:

i.是(Cu2(OH)2SO4);

ii.是Cu(OH)2和(Cu2(OH)2SO4)的混合。

经检验,最终确定蓝绿色沉淀的成分是碱式硫酸铜。请设计实验证明假设i成立________

(4)根据上述实验推断,镁与硫酸铜溶液产物的生成与__________有关。

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