题目内容
某校化学研究性学习小组的同学在学习了金属的知识后，为了解Cu的常见化合物性质，运用类比学习的思想提出如下的问题，进行探究．请你协助该小组的同学完成下列研究．
【提出问题】
①Cu的金属活泼性小于Al，Al（OH）3具有两性，Cu（OH）2也具有两性吗？
②通常情况下，+2价Fe的稳定性小于+3价Fe，+l价Cu的稳定性也小于+2价Cu吗？
③Cu0能被H2、CO等还原，也能被NH3还原吗？
【实验方案】
（1）解决问题①需用到的药品有CuSO4溶液、 （填试剂），同时进行相关实验．
（2）解决问题②的实验步骤和现象如下：取98gCu（OH）2固体，加热至80℃～100℃时，得到黑色固体粉末，继续加热到1000℃以上，黑色粉末全部变成红色粉末A．冷却后称量，A的质量为72g．向A中加入适量的稀硫酸，得到蓝色溶液，同时观察到容器中还有红色固体存在．据此可推得，A的化学式为 ．
（3）为解决问题③，设计的实验装置为（夹持及尾气处理装置未画出）：
实验中观察CuO变为红色物质，无水CuSO4变蓝色．同时生成一种无污染的气体．
【实验结论】
（1）Cu（OH）2具有两性．证明Cu（OH）2具有两性的实验现象是 ．
（2）根据“实验方案（2）”，得出的+1价Cu和+2价Cu稳定性大小的结论是① ；② ．
（3）CuO被NH3还原．该反应的化学方程式为 ；若“实验方案（2）”中98gCu（OH）2固体，加热至80℃～100℃时，得到的黑色固体粉末全部被NH3还原，此过程转移电子的物质的量为 mol．
【问题讨论】
有同学认为NH3与Cu反应中生成的红色物质是Cu，也有同学认为NH3与CuO反应中生成的红色物质是Cu和A的混合物．请你设计一个简单的实验检验NH3与CuO反应中生成的红色物质中是否含有A ．
【提出问题】
①Cu的金属活泼性小于Al，Al（OH）3具有两性，Cu（OH）2也具有两性吗？
②通常情况下，+2价Fe的稳定性小于+3价Fe，+l价Cu的稳定性也小于+2价Cu吗？
③Cu0能被H2、CO等还原，也能被NH3还原吗？
【实验方案】
（1）解决问题①需用到的药品有CuSO4溶液、
（2）解决问题②的实验步骤和现象如下：取98gCu（OH）2固体，加热至80℃～100℃时，得到黑色固体粉末，继续加热到1000℃以上，黑色粉末全部变成红色粉末A．冷却后称量，A的质量为72g．向A中加入适量的稀硫酸，得到蓝色溶液，同时观察到容器中还有红色固体存在．据此可推得，A的化学式为
（3）为解决问题③，设计的实验装置为（夹持及尾气处理装置未画出）：
实验中观察CuO变为红色物质，无水CuSO4变蓝色．同时生成一种无污染的气体．
【实验结论】
（1）Cu（OH）2具有两性．证明Cu（OH）2具有两性的实验现象是
（2）根据“实验方案（2）”，得出的+1价Cu和+2价Cu稳定性大小的结论是①
（3）CuO被NH3还原．该反应的化学方程式为
【问题讨论】
有同学认为NH3与Cu反应中生成的红色物质是Cu，也有同学认为NH3与CuO反应中生成的红色物质是Cu和A的混合物．请你设计一个简单的实验检验NH3与CuO反应中生成的红色物质中是否含有A
考点：性质实验方案的设计,铜金属及其重要化合物的主要性质
专题：实验设计题
分析：【实验方案】（1）证明氢氧化铜具有两性，需要用到强酸、强碱溶液；
（2）根据质量守恒计算A中含有1molCu，质量为64g，剩余为O元素，然后计算出Cu与O的物质的量之比；
【实验结论】（1）根据两性氢氧化物的性质来分析，如具有两性，Cu（OH）2既能溶解于强酸，又能溶解于强碱；
（2）根据在不同温度下、在溶液中反应物的组成可确定物质的稳定性；
（3）根据“实验中观察CuO变为红色物质，无水CuSO4变蓝色．同时生成一种无污染的气体”判断反应生成物，然后写出反应的化学方程式；根据反应方程式计算出转移电子的物质的量；
【问题讨论】A为Cu2O，在酸性条件下不稳定，可加入酸进行检验．
（2）根据质量守恒计算A中含有1molCu，质量为64g，剩余为O元素，然后计算出Cu与O的物质的量之比；
【实验结论】（1）根据两性氢氧化物的性质来分析，如具有两性，Cu（OH）2既能溶解于强酸，又能溶解于强碱；
（2）根据在不同温度下、在溶液中反应物的组成可确定物质的稳定性；
（3）根据“实验中观察CuO变为红色物质，无水CuSO4变蓝色．同时生成一种无污染的气体”判断反应生成物，然后写出反应的化学方程式；根据反应方程式计算出转移电子的物质的量；
【问题讨论】A为Cu2O，在酸性条件下不稳定，可加入酸进行检验．
解答：
解：【实验方案】（1）证明氢氧化铜是否具有两性，需要先用碱溶液与硫酸铜反应生成氢氧化铜，然后分别用强酸、强碱溶液检验，因此需要的试剂有：硫酸铜溶液、HCl溶液和NaOH溶液，
故答案为：HCl溶液、NaOH溶液；
（2）98g Cu（OH）2固体的物质的量为1mol，解热分解生成的72g固体中含有Cu的质量为1mol，即64g，
则氧原子的质量为72g-64g=8g，n（O）=
=0.5mol，
则A中n（Cu）：n（O）=2：1，A的化学式为：Cu2O，
故答案为：Cu2O；
【实验结论】（1）根据氢氧化铝的两性知识可知，如果氢氧化铜具有两性，则Cu（OH）2既能溶解于强酸，又能溶解于强碱，分别生成盐和水，
故答案为：Cu（OH）2既能溶于盐酸，又能溶于NaOH溶液；
（2）80℃～100℃时，得到黑色固体粉末，为CuO，继续加热到1000℃以上，黑色粉末全部变成红色粉末，说明在较高温度时Cu2O稳定；与酸反应生成硫酸铜和铜，说明在酸性条件下+2价的铜稳定，
故答案为：在高于1000℃时，+1价Cu比+2价Cu稳定；在溶液中+2价Cu比+1价Cu稳定；
（3）实验中观察CuO变为红色物质，该红色物质为铜；无水CuSO4变蓝色，反应生成的水，同时生成一种无污染的气体，根据质量守恒及化合价变化情况可知该气体只能为氮气，所以反应的化学方程式为：3CuO+2NH3
3Cu+N2+3H2O；
98gCu（OH）2的物质的量为：
=1mol，根据质量守恒定律和电子守恒，最终得到的铜的物质的量为1mol，需要得到2mol电子，即反应中转移了2mol电子，
故答案为：3CuO+2NH3
3Cu+N2+3H2O；2；
【问题讨论】如含有Cu2O，根据其与酸反应的现象可判断，方程式为：Cu2O+H2SO4═Cu+CuSO4+H2O，溶液变蓝，而铜与稀硫酸不反应，所以检验方法为：取NH3与CuO反应中生成的红色物质少许，加入稀H2SO4，若溶液出现蓝色，说明红色物质中含有A，反之则无，
故答案为：取NH3与CuO反应中生成的红色物质少许，加入稀H2SO4，若溶液出现蓝色，说明红色物质中含有A，反之则无．
故答案为：HCl溶液、NaOH溶液；
（2）98g Cu（OH）2固体的物质的量为1mol，解热分解生成的72g固体中含有Cu的质量为1mol，即64g，
则氧原子的质量为72g-64g=8g，n（O）=
| 8g |
| 16g/mol |
则A中n（Cu）：n（O）=2：1，A的化学式为：Cu2O，
故答案为：Cu2O；
【实验结论】（1）根据氢氧化铝的两性知识可知，如果氢氧化铜具有两性，则Cu（OH）2既能溶解于强酸，又能溶解于强碱，分别生成盐和水，
故答案为：Cu（OH）2既能溶于盐酸，又能溶于NaOH溶液；
（2）80℃～100℃时，得到黑色固体粉末，为CuO，继续加热到1000℃以上，黑色粉末全部变成红色粉末，说明在较高温度时Cu2O稳定；与酸反应生成硫酸铜和铜，说明在酸性条件下+2价的铜稳定，
故答案为：在高于1000℃时，+1价Cu比+2价Cu稳定；在溶液中+2价Cu比+1价Cu稳定；
（3）实验中观察CuO变为红色物质，该红色物质为铜；无水CuSO4变蓝色，反应生成的水，同时生成一种无污染的气体，根据质量守恒及化合价变化情况可知该气体只能为氮气，所以反应的化学方程式为：3CuO+2NH3
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98gCu（OH）2的物质的量为：
| 98g |
| 98g/mol |
故答案为：3CuO+2NH3
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【问题讨论】如含有Cu2O，根据其与酸反应的现象可判断，方程式为：Cu2O+H2SO4═Cu+CuSO4+H2O，溶液变蓝，而铜与稀硫酸不反应，所以检验方法为：取NH3与CuO反应中生成的红色物质少许，加入稀H2SO4，若溶液出现蓝色，说明红色物质中含有A，反之则无，
故答案为：取NH3与CuO反应中生成的红色物质少许，加入稀H2SO4，若溶液出现蓝色，说明红色物质中含有A，反之则无．
点评：本题考查物质性质实验方案的设计、铜及其化合物性质，题目难度较大，注意明确两性氢氧化物的性质以及质量守恒定律确定A的化学式的方法，试题知识点较多、综合性较强，是一道质量相当不错的题目，试题充分考查了学生的分析、理解能力及灵活应用所学知识解决实际问题的能力．
练习册系列答案
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下列有关铁丝在氯气中燃烧的说法中正确的是（ ）
| A、剧烈燃烧，产生大量白烟 |
| B、产生棕红色的浓烟 |
| C、产生苍白色的火焰 |
| D、产物溶于水，溶液呈浅绿色 |
在一密闭容器中有如下反应：aX（g）+bY（g）?nW（g）△H，某化学兴趣小组的同学根据此反应在不同条件下的实验数据，作出了如下曲线图：其中，φ（W）表示W在反应混合物中的体积分数，t表示反应时间．当其他条件不变时，下列分析正确的是（ ）
| A、图Ⅰ可能是不同压强对反应的影响，且p1＞p2，a+b＜n |
| B、图Ⅱ可能是不同压强对反应的影响，且p1＞p2，n＜a+b |
| C、图Ⅱ可能是在同温同压下不同催化剂对反应的影响，且1使用的催化剂效果好 |
| D、图Ⅲ可能是不同温度对反应的影响，且T1＞T2，△H＜0 |