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  某化学研究性学习小组设想探究铜的常见化学性质,过程设计如下:【提出猜想】问题1:在周期表中,铜与铝的位置很接近,氢氧化铝具有两性,氢氧化铜有两性吗?问题2:铁和铜都有变

  某化学研究性学习小组设想探究铜的常见化学性质,过程设计如下:

  【提出猜想】

  问题1:在周期表中,铜与铝的位置很接近,氢氧化铝具有两性,氢氧化铜有两性吗?

  问题2:铁和铜都有变价,一般情况下,Fe2+的稳定性小于Fe3+,Cu+的稳定性也小于Cu2+?

  问题3:氧化铜具有氧化性,能与H2、CO发生氧化还原反应,氧化铜能否与氮的氢化物发生氧化还原反应呢?

  【实验探究】

  I.解决问题1:

  (l)需用到药品除1mol•L-1 CuSO4溶液、稀H2SO4外还需______.

  A.Na2SO4溶液 B.NaOH 溶液 C.CuO

  (2)配制 l mol•L-1CuSO4溶液250mL,选用的仪器除烧杯、天平、玻璃棒、量筒、胶头滴管外,还有______(填仪器名称).

  (3)为达到目的,你认为应进行哪些相关实验?(实验内容和步骤)

  ①用CuSO4溶液和NaOH溶液制Cu(OH)2; ②______.

  II.解决问题2的实验步骤和现象如下:

  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,同时观察到试管底还有红色固体存在.根据以上实验及现象:

  (l)写出氧化亚铜与稀硫酸(或盐酸)反应的离子方程式:______.

  (2)从实验中可得出的结论是:在80℃~100℃时Cu2+稳定,1000℃以上Cu+稳定,在酸性溶液中______稳定(填:Cu2+或

  Cu+).

  (3)请根据所学的原子结构知识解释在高温下,Cu+稳定的原因?______.

  III.解决问题3:

  设计如下装置:(夹持装置未画出)

  当某种氮的气态氢化物(X)缓缓通过灼热的氧化铜,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通入红热的CuO燃烧管完全反应后,消耗0.01mol X,测得B装置增重0.36g,并收集到单质气体Y 0.28g;

  (l)研究小组同学确认燃烧管生成的红色物质是铜而不是氧化亚铜,你认为他们确认的简单方法、预期的现象和结论是:______.

  (2)C中发生反应的化学方程式:______.

1回答
2020-01-31 17:24
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李允明

  Ⅰ、(1)探究氢氧化铜是否能和硫酸和氢氧化钠反应的实验需要的药品是:制取氢氧化铜的硫酸铜和氢氧化钠,验证试验用到硫酸和氢氧化钠,所以需要硫酸铜和氢氧化钠以及硫酸溶液,故答案为:B;

  (2)配制一定物质的量浓度的溶液所需仪器:烧杯、天平、玻璃棒、量筒、胶头滴管、一定体积的容量瓶,容量瓶的规格根据所配置的溶液来确定,故答案为:250mL容量瓶;

  (3)氢氧化铜是否能和硫酸和氢氧化钠反应的实验中,首先是氢氧化铜的配制,然后是让氢氧化铜和硫酸以及氢氧化钠反应,所以实验步骤第一步是:用CuSO4溶液和NaOH溶液制Cu(OH)2;第二步是:将Cu(OH)2分别与稀H2SO4和NaOH溶液反应,故答案为:将Cu(OH)2分别与稀H2SO4和NaOH溶液反应;

  Ⅱ、(1)氧化亚铜与稀硫酸(或盐酸)反应生成金属单质铜和二价铜离子的盐溶液,反应实质是:Cu2O+2H+=Cu+Cu2++H2O,故答案为:Cu2O+2H+=Cu+Cu2++H2O;

  (2)根据溶液中的离子反应Cu2O+2H+=Cu+Cu2++H2O可以知道在溶液中Cu2+的稳定性强于Cu+,故答案为:Cu2+;

  (3)Cu+的外围电子排布式为3d10,外围电子排布中全充满状态和半充满状态均比较稳定,故答案为:Cu+的外围电子排布为3d10,全充满状态,比较稳定;

  Ⅲ、(1)金属铜不能和稀硫酸反应,氧化亚铜能和稀硫酸反应,生成硫酸铜蓝色溶液,故答案为:将红色物质置于稀硫酸中,溶液不变蓝,则证明为铜;

  (2)消耗0.01molX,测得B装置增重0.36g,即生成0.02mol的水,并收集到单质气体Y0.28g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,和氧化铜反应的化学方程式为:2CuO+N2H42Cu+N2+2H2O,故答案为:2CuO+N2H42Cu+N2+2H2O.

2020-01-31 17:29:13

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