题目内容
某研究性学习小组在学习金属铁的知识后，为了解铜及其常见化合物的性质，运用类比的思想提出了如下问题，并进行探究．请帮助完成下列有关研究并填写有关空白．
【提出问题】
①铁能与稀硫酸反应产生氢气，铜能吗？铜与浓硫酸会发生反应吗？
②铁在潮湿的空气中易生锈，铜“生锈”需要什么条件？
③氧化铜能够被一氧化碳还原，也能被NH3、CH4还原吗？氧化铜还有哪些性质？
④氧化铜能直接转化为氢氧化铜吗？有哪些途径可以由铜逐步转变为氢氧化铜？
⑤铁与硫酸铜溶液可以反应，钠可以吗？
【查阅资料与问题解决】
（1）铜不能与稀硫酸发生置换反应，是因为在金属活动性顺序表中，铜排在 之后．
铜能与浓硫酸发生反应，其反应方程式为：Cu+2H2SO4（浓）
CuSO4+2H2O+SO2↑
此反应中化合价升高的元素是 ．
（2）铜在潮湿的空气中能通过化合反应“生锈”形成铜绿，铜绿的主要成分为Cu2（OH）2CO3．由此可以推测：铜“生锈”过程中，参与反应的物质有铜、水和 ．
（3）氧化铜不能与水反应生成氢氧化铜，但可以在加热的条件下被一氧化碳等还原成铜，也能与硫酸、盐酸等反应形成相应的铜盐和水，请写出氧化铜与稀硫酸反应的化学方程式：
；在高温下，氧化铜能分解成砖红色的氧化亚铜（Cu2O）和氧气，反应的化学方程式为： ．
（4）同学们设计了以下装置（夹持、尾气处理装置装置未画出），实验中观察到黑色固体变为红色物质，无水CuSO4变蓝色，同时生成一种无污染的气体．
证明CuO能被NH3还原．该反应的化学方程式为 ．
（5）资料显示：甲烷具有还原性，可以还原氧化铜，生成CO2和H2O．同学们对此提出了质疑并进行探究．同学们用纯净的甲烷气体和如下装置进行实验．
①上图装置F中盛放的试剂名称是 ．
②上图装置的正确连接顺序是 （填字母，且每套装置限用一次）．
③甲烷还原氧化铜的化学方程式为： ．
（6）由铜转化为氢氧化铜，从化学反应的原理看，可以是流程I：
Cu
CuSO4
Cu（OH）2
也可以是流程II：
Cu
CuO
CuSO4
Cu（OH）2
与流程I相比，流程Ⅱ的优点是 ．
（7）某化学兴趣小组把金属钠投到硫酸铜溶液中，实验并非如想 象的有红色铜析出，而是生成一种蓝色沉淀．实验中到底发生了怎样的化学反应？同学们非常好奇并进行实验探究．
【查阅资料】钠是非常活泼的金属，能与水发生剧烈反应，并放出气体
【提出猜想】钠先与水反应生成某气体和溶液，该溶液再与硫酸铜反应生成蓝色沉淀；
【实验探究】实验一：同学们把一小块钠投到装有少量蒸馏水的试管中，经验纯后点燃生成的气体，听到“噗”的一声后燃烧起来；
实验二：在剩余的溶液中加入硫酸铜溶液，发现有蓝色沉淀．
【实验总结】①水与金属钠反应的化学方程式 ．
②请你判断猜想 （“成立”或“不成立”）．
【提出问题】
①铁能与稀硫酸反应产生氢气，铜能吗？铜与浓硫酸会发生反应吗？
②铁在潮湿的空气中易生锈，铜“生锈”需要什么条件？
③氧化铜能够被一氧化碳还原，也能被NH3、CH4还原吗？氧化铜还有哪些性质？
④氧化铜能直接转化为氢氧化铜吗？有哪些途径可以由铜逐步转变为氢氧化铜？
⑤铁与硫酸铜溶液可以反应，钠可以吗？
【查阅资料与问题解决】
（1）铜不能与稀硫酸发生置换反应，是因为在金属活动性顺序表中，铜排在
铜能与浓硫酸发生反应，其反应方程式为：Cu+2H2SO4（浓）
| ||
此反应中化合价升高的元素是
（2）铜在潮湿的空气中能通过化合反应“生锈”形成铜绿，铜绿的主要成分为Cu2（OH）2CO3．由此可以推测：铜“生锈”过程中，参与反应的物质有铜、水和
（3）氧化铜不能与水反应生成氢氧化铜，但可以在加热的条件下被一氧化碳等还原成铜，也能与硫酸、盐酸等反应形成相应的铜盐和水，请写出氧化铜与稀硫酸反应的化学方程式：
（4）同学们设计了以下装置（夹持、尾气处理装置装置未画出），实验中观察到黑色固体变为红色物质，无水CuSO4变蓝色，同时生成一种无污染的气体．
证明CuO能被NH3还原．该反应的化学方程式为
（5）资料显示：甲烷具有还原性，可以还原氧化铜，生成CO2和H2O．同学们对此提出了质疑并进行探究．同学们用纯净的甲烷气体和如下装置进行实验．
①上图装置F中盛放的试剂名称是
②上图装置的正确连接顺序是
③甲烷还原氧化铜的化学方程式为：
（6）由铜转化为氢氧化铜，从化学反应的原理看，可以是流程I：
Cu
| H2SO4(浓) |
| △ |
| NaOH溶液 |
也可以是流程II：
Cu
| O2 |
| △ |
| H2SO4(稀) |
| NaOH溶液 |
与流程I相比，流程Ⅱ的优点是
（7）某化学兴趣小组把金属钠投到硫酸铜溶液中，实验并非如想 象的有红色铜析出，而是生成一种蓝色沉淀．实验中到底发生了怎样的化学反应？同学们非常好奇并进行实验探究．
【查阅资料】钠是非常活泼的金属，能与水发生剧烈反应，并放出气体
【提出猜想】钠先与水反应生成某气体和溶液，该溶液再与硫酸铜反应生成蓝色沉淀；
【实验探究】实验一：同学们把一小块钠投到装有少量蒸馏水的试管中，经验纯后点燃生成的气体，听到“噗”的一声后燃烧起来；
实验二：在剩余的溶液中加入硫酸铜溶液，发现有蓝色沉淀．
【实验总结】①水与金属钠反应的化学方程式
②请你判断猜想
考点：实验探究物质的性质或变化规律,常见气体的检验与除杂方法,金属活动性顺序及其应用,金属锈蚀的条件及其防护,物质的相互转化和制备,有关元素化合价的计算,书写化学方程式、文字表达式、电离方程式
专题：科学探究
分析：（1）铜不能与稀硫酸发生置换反应，是因为在金属活动性顺序表中，铜排在氢的后面；在Cu+2H2SO4（浓）
CuSO4+2H2O+SO2↑中，铜元素的化合价由0价变为+2价；
（2）铜绿的主要成分为 Cu2（OH）2CO3，由此可以推测：铜“生锈”过程中，参与反应的物质是铜、氧气、水和二氧化碳共同作用的结果．
（3）氧化铜与能与硫酸反应形成相应的铜盐和水，写出氧化铜与稀硫酸反应的化学方程式；在高温下，氧化铜能分解成砖红色的氧化亚铜（Cu2O）和氧气，写出反应的化学方程式；
（4）根据题中信息写出化学方程式；
（5）①要证明CH4参与反应，就是要证明反应后生成了CO2和H2O．
②根据反应过程来确定顺序，一般验证气体先验证水蒸气，因为中间反应可能带入水汽．
③写出甲烷还原氧化铜的化学方程式；
（6）由题目给出的信息可知，与流程I相比，流程Ⅱ的优点是：安全、环保等；
（7）①根据上述分析可以知道反应生成了氢氧化钠和水，可以据此写出该反应的化学方程式；
②根据上述分析可以知道猜想1是正确的，可以据此解答该题．
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（2）铜绿的主要成分为 Cu2（OH）2CO3，由此可以推测：铜“生锈”过程中，参与反应的物质是铜、氧气、水和二氧化碳共同作用的结果．
（3）氧化铜与能与硫酸反应形成相应的铜盐和水，写出氧化铜与稀硫酸反应的化学方程式；在高温下，氧化铜能分解成砖红色的氧化亚铜（Cu2O）和氧气，写出反应的化学方程式；
（4）根据题中信息写出化学方程式；
（5）①要证明CH4参与反应，就是要证明反应后生成了CO2和H2O．
②根据反应过程来确定顺序，一般验证气体先验证水蒸气，因为中间反应可能带入水汽．
③写出甲烷还原氧化铜的化学方程式；
（6）由题目给出的信息可知，与流程I相比，流程Ⅱ的优点是：安全、环保等；
（7）①根据上述分析可以知道反应生成了氢氧化钠和水，可以据此写出该反应的化学方程式；
②根据上述分析可以知道猜想1是正确的，可以据此解答该题．
解答：解：
（1）通过实验分析可知：铜不能与稀硫酸发生置换反应，是因为在金属活动性顺序表中，铜排在氢的后面；在Cu+2H2SO4（浓）
CuSO4+2H2O+SO2↑中，铜元素的化合价有0价变为+2价；故答案为：氢；铜
（2）铜绿的主要成分为 Cu2（OH）2CO3，由此可以推测：铜“生锈”过程中，参与反应的物质是铜、氧气、水和二氧化碳共同作用的结果；
（3）氧化铜与能与硫酸反应形成相应的铜盐和水，氧化铜与稀硫酸反应的化学方程式CuO+H2SO4=CuSO4+H2O； 在高温下，氧化铜能分解成砖红色的氧化亚铜（Cu2O）和氧气，反应的化学方程式；4CuO
2Cu2O+O2↑；
（4）CuO能被NH3还原．该反应的化学方程式为3CuO+2NH3
3Cu+N2+3H2O
（5）①要证明甲烷还原氧化铜，只要证明生成物中有CO2和H2O生成即可，所以F装置应是检验CO2生成的，用澄清石灰水．
②装置H是还原CuO，G是用来证明水的生成，F是证明二氧化碳生成，I是处理尾气，所以顺序为HGFI．
③甲烷还原氧化铜的化学方程式：4CuO+CH4
4Cu+CO2+2H2O；
（6）由题目给出的信息可知，与流程I相比，流程Ⅱ的优点是无SO2污染空气、硫元素的利用率高；
（7）①根据上述分析可以知道反应生成了氢氧化钠和水，该反应的化学方程式为：2Na+2H2O═2NaOH+H2↑；
②根据上述分析可以知道猜想1是正确的，
答案：
（1）H Cu （2）O2、CO2
（3）CuO+H2SO4=CuSO4+H2O 4CuO
2Cu2O+O2↑
（4）3CuO+2NH3
3Cu+N2+3H2O
（5）澄清石灰水 HGFI 4CuO+CH4
4Cu+CO2+2H2O
（6）无SO2污染空气、硫元素的利用率高
（7）2Na+2H2O=2NaOH+H2↑ 成立
（1）通过实验分析可知：铜不能与稀硫酸发生置换反应，是因为在金属活动性顺序表中，铜排在氢的后面；在Cu+2H2SO4（浓）
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（2）铜绿的主要成分为 Cu2（OH）2CO3，由此可以推测：铜“生锈”过程中，参与反应的物质是铜、氧气、水和二氧化碳共同作用的结果；
（3）氧化铜与能与硫酸反应形成相应的铜盐和水，氧化铜与稀硫酸反应的化学方程式CuO+H2SO4=CuSO4+H2O； 在高温下，氧化铜能分解成砖红色的氧化亚铜（Cu2O）和氧气，反应的化学方程式；4CuO
| ||
（4）CuO能被NH3还原．该反应的化学方程式为3CuO+2NH3
| ||
（5）①要证明甲烷还原氧化铜，只要证明生成物中有CO2和H2O生成即可，所以F装置应是检验CO2生成的，用澄清石灰水．
②装置H是还原CuO，G是用来证明水的生成，F是证明二氧化碳生成，I是处理尾气，所以顺序为HGFI．
③甲烷还原氧化铜的化学方程式：4CuO+CH4
| ||
（6）由题目给出的信息可知，与流程I相比，流程Ⅱ的优点是无SO2污染空气、硫元素的利用率高；
（7）①根据上述分析可以知道反应生成了氢氧化钠和水，该反应的化学方程式为：2Na+2H2O═2NaOH+H2↑；
②根据上述分析可以知道猜想1是正确的，
答案：
（1）H Cu （2）O2、CO2
（3）CuO+H2SO4=CuSO4+H2O 4CuO
| ||
（4）3CuO+2NH3
| ||
（5）澄清石灰水 HGFI 4CuO+CH4
| ||
（6）无SO2污染空气、硫元素的利用率高
（7）2Na+2H2O=2NaOH+H2↑ 成立
点评：实验探究题是近几年中考的热点之一，它包括实验方法和过程的探究，实验结论和实验规律的探究等．本题通过实验资料和实验分析，得到了正确的结论，属于结论性探究．同学们要具体分析，综合掌握．本题是一道综合性实验探究题，对培养学生分析问题解决问题的能力有一定的提高．
练习册系列答案
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一种碳原子的质量为m kg，则相对原子质量为n的一个硫原子的实际质量为（ ）
A、
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B、
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C、
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D、
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图是A、B、C三种固体物质的溶解度曲线图，请回答：氯化铁溶液能腐蚀铜，工业上常用此原理生产印刷线路板，该反应的化学方程式为：
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2FeCl3+Cu=2FeCl2+CuCl2．据此反应原理分析，下列说法不正确的是（ ）
| A、该反应不能作为判定Cu和Fe的金属活动性顺序的依据 |
| B、一定量的Cu与FeCl3溶液反应后的溶液中一定含有FeCl2和CuCl2，可能含有FeCl3 |
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如图所示是某同学设计的实验室里加热高锰酸钾的方法制取氧气的装置图