Question

【題目】某化學(xué)研究性學(xué)習(xí)小組探究與銅有關(guān)的物質(zhì)的性質(zhì)，過程設(shè)計(jì)如下：

（提出猜想）

問題1：在周期表中，銅與鋁的位置很接近，氫氧化鋁具有兩性，氫氧化銅有兩性碼？

問題2：鐵和銅都有變價(jià)，一般情況下，Fe2+的穩(wěn)定性小于的Fe3+，Cu+的穩(wěn)定性也小于Cu2+嗎？

問題3：硫酸銅溶液呈藍(lán)色，銅與濃硝酸常溫下反應(yīng)生成的溶液也是藍(lán)色嗎？

（實(shí)驗(yàn)探究）

I. 解決問題1：

（1）實(shí)驗(yàn)需配制100mL 0.50mol·L-1 CuSO4溶液，除了天平、燒杯、玻璃棒、膠頭滴管以外必需的玻璃儀器是______。

（2）為達(dá)到目的，某同學(xué)認(rèn)為只要進(jìn)行兩次實(shí)驗(yàn)即可得出結(jié)論。請(qǐng)寫出實(shí)驗(yàn)②的具體內(nèi)容。

①向盛有CuSO4溶液的試管中滴加NaOH溶液至過量，觀察生成的Cu（OH）2沉淀是否溶解；

②_______。

II. 解決問題2的實(shí)驗(yàn)步驟和現(xiàn)象如下：

①取一定量制得的氫氧化銅固體，于坩堝中灼燒，當(dāng)溫度達(dá)到80C～100C得到黑色固體粉末；繼續(xù)加熱至1000C以上，黑色粉末全部變成紅色粉末氧化亞銅(Cu2O)；

②取適量紅色氧化亞銅粉末于潔凈試管中，加入過量的稀硫酸，得到藍(lán)色溶液，同時(shí)觀察到試管底部還有紅色固體存在。根據(jù)以上實(shí)驗(yàn)及現(xiàn)象：

（3）寫出氧化亞銅與稀硫酸反應(yīng)的離子方程式____________________________。

（4）從實(shí)驗(yàn)中可得出的結(jié)論是：當(dāng)溫度在1000C以上時(shí)________（填：Cu2+或Cu+，下同）穩(wěn)定，在酸性溶液中________穩(wěn)定。

III. 解決問題3，某同學(xué)設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)如下：取一銅片裝入試管，加入適量的濃硝酸，觀察溶液的顏色變化。

（5）另一同學(xué)認(rèn)為此同學(xué)設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)有缺陷，原因是__________________________。

（6）銅與濃硝酸反應(yīng)溶液呈綠色，有同學(xué)認(rèn)為這是生成的NO2溶于其中的原因，并試圖設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)排除這種干擾。提出實(shí)驗(yàn)方案：向反應(yīng)后的溶液中通入足量空氣。試用化學(xué)反應(yīng)方程式解釋其原理：___________________________

Answer 1

【答案】100mL容量瓶 另取實(shí)驗(yàn)①中所得沉淀，滴加稀硫酸（或稀鹽酸等）至過量，觀察沉淀是否溶解 Cu2O + 2H+ ＝Cu + Cu2+ + H2O Cu+ Cu2+ 產(chǎn)生NO2氣體，污染環(huán)境 4NO2+O2+2H2O=4HNO3

【解析】

（1）實(shí)驗(yàn)需配制100mL 0.50mol·L-1 CuSO4溶液，除了天平、燒杯、玻璃棒、膠頭滴管以外必需有100mL容量瓶。答案：100mL容量瓶。

（2）要探究氫氧化銅是否具有兩性，就要驗(yàn)證Cu(OH)2能否與強(qiáng)酸、強(qiáng)堿溶液反應(yīng)。向CuSO4溶液加入的NaOH溶液，產(chǎn)生藍(lán)色絮狀沉淀。用試管取一定量的沉淀，繼續(xù)滴加過量的NaOH溶液，觀察生成的Cu(OH)2是否溶解；另取上述所得沉淀于試管中，滴加稀硫酸（或稀鹽酸等）至過量，觀察沉淀是否溶解。答案：另取實(shí)驗(yàn)所得沉淀，滴加稀硫酸（或稀鹽酸等）至過量，觀察沉淀是否溶解。

Ⅱ.（3）取適量紅色氧化亞銅粉末于潔凈試管中，加入過量的稀硫酸，得到藍(lán)色溶液，同時(shí)觀察到試管底部還有紅色固體存在，說明氧化亞銅在酸性條件下發(fā)生歧化反應(yīng)，生成單質(zhì)銅和二價(jià)銅離子的鹽溶液，離子方程式為：Cu2O + 2H+ ＝Cu + Cu2+ + H2O 。答案：Cu2O + 2H+ ＝Cu + Cu2+ + H2O。

（4）從實(shí)驗(yàn)中可得出的結(jié)論是：80C～100C 時(shí)，Cu2+穩(wěn)定，1000C 以上Cu+穩(wěn)定；在酸性環(huán)境Cu2+穩(wěn)定，Cu+不穩(wěn)定。答案：Cu+；Cu2+。

Ⅲ.（5）銅片裝入試管，加入適量的濃硝酸，反應(yīng)生成硝酸銅、水和二氧化氮?dú)怏w，NO2有毒，不能排放到空氣中，所以該同學(xué)設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)有缺陷。答案；產(chǎn)生NO2氣體，污染環(huán)境。

（6）因?yàn)棰?NO2+H2O=NO+2HNO3 ，②2NO+O2=2NO2， ①2+②: 4NO2+O2+2H2O=4HNO3，所以向反應(yīng)后的溶液中通入足量空氣，可以使NO2充分反應(yīng)生成硝酸，減少干擾。答案：4NO2+O2+2H2O=4HNO3。