Question

【题目】某化学学习小组在学习了Al、Fe的性质后,设计如下实验,探究Cu的常见化合物的性质。

[实验1]探究Cu(OH)2是否具有两性

药品:CuSO4溶液、浓NaOH溶液、稀H2SO4。

实验步骤:

①取少量CuSO4溶液于试管中,逐滴加入浓NaOH溶液至产生较多蓝色沉淀,静置后过滤。

②结论:Cu(OH)2具有两性。

(1)实验步骤②的内容为______

(2)能证明Cu(OH)2具有两性的实验现象为_______

[实验2]探究Cu(I)和Cu(Ⅱ)的稳定性

实验步骤:

①取98gCu(OH)2固体,加热至80~100℃时，得到80g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。

②冷却后称量,A的质量为72g。

③向A中加人适量的稀硫酸,得到蓝色溶液，同时观察到容器中还有红色固体存在。

(3)通过计算判断A的化学式为_______(不需要书写计算过程)

(4)步骤③中发生反应的离子方程式为____________

(5)根据上述实验现象得出Cu(I)和Cu(Ⅱ)的稳定性大小的结论为:固态时___________，酸性溶液中________。

[实验3]探究CuO被NH3还原的产物

该学习小组同学设计了如图所示的实验装置(夹持及尾气处理装置未面出)。实验中观察到CuO变为红色物质。查资料可知,同时生成一种无污染的气体。

(6)反应产生的无污染气体的化学式为_______

(7)有同学认为NH3与CuO反应后生成的红色物质是Cu,也有同学认为NH3与CuO反应后生成的红色物质是Cu和A的混合物。请你设计个简单的实验方案验证红色物质中是否含有A:_____。

Answer 1

【答案】 将沉淀分成两份，分别加入稀H2SO4和浓NaOH溶液 Cu(OH)2既能溶于稀H2SO4，又能溶于浓NaOH溶液 Cu2O Cu2O+2H+ == Cu+Cu2++H2O Cu（Ⅰ）比Cu（Ⅱ）稳定 Cu（Ⅱ）比Cu（Ⅰ）稳定 N2 取反应后生成的红色物质少许，加入稀H2SO4，若溶液变为蓝色，说明红色物质中含有A，反之则无

【解析】(1)要证明Cu(OH)2具有两性,应先加入碱生成Cu(OH)2,然后在氢氧化铜中加入硫酸以及氢氧化钠,观察其是否能反应,所以需要的试剂是H2SO4溶液、NaOH溶液, 实验步骤②的内容为将沉淀分成两份，分别加入稀H2SO4和浓NaOH溶液；
因此，本题正确答案是: 将沉淀分成两份，分别加入稀H2SO4和浓NaOH溶液；

（2）能证明Cu(OH)2具有两性的实验现象为Cu(OH)2既能溶于稀H2SO4，又能溶于浓NaOH溶液；

(3)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,,
则A中n(Cu):n(O)=2:1,所以A的化学式为Cu2O；

（4）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,说明生成了铜和铜离子,反应的化学方程式为:,
因此，本题正确答案是: Cu2O+2H+ == Cu+Cu2++H2O；

（5）80℃℃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,所以结论为:固态时Cu（Ⅰ）比Cu（Ⅱ）稳定，酸性溶液中Cu（Ⅱ）比Cu（Ⅰ）稳定。

(6)氧化铜和氨气反应生成红色物质铜,根据反应遵循质量守恒定律和该气体无污染确定气体为氮气,因此，本题正确答案是:N2；

（7）如含有Cu2O,根据其与酸反应的现象可判断,方程式为: Cu2O+2H+ == Cu+Cu2++H2O，溶液变蓝,而铜与稀硫酸不反应，因此，本题正确答案是: 取反应后生成的红色物质少许，加入稀H2SO4，若溶液变为蓝色，说明红色物质中含有A，反之则无。