Question

【题目】某化学研究性学习小组设计实验探究铜的常见化学性质，过程设计如下．
提出猜想：
问题1：铁和铜都有变价，一般情况下，正二价铁的稳定性小于正三价的铁，正一价铜的稳定性也小于正二价的铜吗？
问题2：氧化铜有氧化性，能被H2、CO还原，它也能被氮的某种气态氢化物还原吗？
实验探究
Ⅰ．解决问题1取一定量制得的氢氧化铜固体，于坩埚中灼烧，当温度达到80～100℃得到黑色固体粉末；继续加热至1000℃以上，黑色粉末全部变成红色粉末氧化亚铜；取适量红色氧化亚铜粉末于洁净试管中，加入过量的稀硫酸（或盐酸），得到蓝色溶液，同时观察到试管底部还有红色固体存在．根据以上实验现象回答问题．
（1）写出氧化亚铜与稀硫酸（或盐酸）反应的离子方程式： ，
（2）从实验Ⅰ可得出的结论是
（3）Ⅱ．解决问题2
设计如下装置（夹持装置未画出）：

当氮的某种气态氢化物（X）缓缓通过灼热的氧化铜时，观察到氧化铜由黑色变成了红色，无水硫酸铜变成蓝色，生成物中还有一种无污染的气体Y；将X通入灼热的CuO燃烧管完全反应后，消耗0.01mol X，测得B装置增重0.36g，并收集到0.28g单质气体Y．
X气体的摩尔质量是 ．
（4）C中发生反应的化学方程式为 ．

Answer 1

【答案】
（1）Cu2O+2H+=Cu+Cu2++H2O
（2）高温时，+1价的铜比+2价的铜稳定，而溶液中，+2价的铜比+1价的铜稳定
（3）32g/mol
（4）2CuO+N2H4 2Cu+N2↑+2H2O
【解析】解：Ⅰ．问题1：铁和铜都有变价，具有相似点，正二价铁的稳定性小于正三价的铁，探究正一价铜的稳定性是否也小于正二价的铜，解决问题取一定量制得的氢氧化铜固体，于坩埚中灼烧，当温度达到80～100℃得到黑色固体粉末，继续加热至1000℃以上，黑色粉末全部变成红色粉末氧化亚铜，说明高温时，+1价的铜比+2价的铜稳定，取适量红色氧化亚铜粉末于洁净试管中，加入过量的稀硫酸（或盐酸），Cu2O+2H+=Cu2++Cu+H2O得到蓝色溶液，同时观察到试管底部还有红色固体存在，说明溶液中，+2价的铜比+1价的铜稳定．
（1.）根据信息：红色氧化亚铜粉末于洁净试管中，加入过量的稀硫酸（或盐酸），得到蓝色溶液为+2价的铜盐溶液，同时观察到试管底部还有红色固体为铜单质，Cu2O中+1价的铜在酸性溶液中发生氧化还原反应：Cu2O+2H+=Cu+Cu2++H2O，
所以答案是：Cu2O+2H+=Cu+Cu2++H2O；
（2.）根据信息：氢氧化铜固体，于坩埚中灼烧，当温度达到80～100℃得到黑色固体粉末；继续加热至1000℃以上，黑色粉末全部变成红色粉末氧化亚铜，根据在不同温度下反应物的组成可确定物质的稳定性，所以高于1000℃时Cu2O比CuO稳定，在溶液中：Cu2O+2H+=Cu+Cu2++H2O，所以Cu2+比Cu+稳定，
所以答案是：高温时，+1价的铜比+2价的铜稳定，而溶液中，+2价的铜比+1价的铜稳定；
（3.）Ⅱ．消耗0.01mol X，测得B装置增重0.36g，即生成0.02mol的水，并收集到单质气体Y 0.28g即氮气0.01mol，根据原子守恒可以确定气态氢化物X中含有4个氢原子和2个氮原子，X的化学式为N2H4 ， 其摩尔质量为32g/mol，
所以答案是：32g/mol；
（4.）C中发生反应的化学方程式为N2H4和氧化铜反应：2CuO+N2H4 2Cu+N2↑+2H2O，所以答案是：2CuO+N2H4 2Cu+N2↑+2H2O．