Question

14．某課外小組對一些金屬單質(zhì)和化合物的性質(zhì)進行研究．
（1）下表為“鋁與氯化銅溶液反應(yīng)”實驗報告的一部分：

實驗步驟	實驗現(xiàn)象
將打磨過的鋁片（過量）放入一定濃度的氯化銅溶液中	產(chǎn)生氣泡，析出疏松的紅色固體，溶液逐漸變?yōu)闊o色
反應(yīng)結(jié)束后分離出溶液備用
紅色固體用蒸餾水洗滌后，置于潮濕的空氣中	一段時間后固體由紅色變?yōu)榫G色[視其主要成分為Cu2（OH）2CO3]

按反應(yīng)類型寫出實驗中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式各一個（是離子反應(yīng)的只寫離子方程式）
置換反應(yīng)2Al+3Cu²⁺=2Al³⁺+3Cu；化合反應(yīng)2Cu+O₂+CO₂+H₂O=Cu₂（OH）₂CO₃．
（2）工業(yè)上可用鋁與軟錳礦（主要成分為MnO₂）反應(yīng)來冶煉金屬錳．MnO₂在H₂O₂分解反應(yīng)中作催化劑．若將適量MnO₂加入酸化后的H₂O₂溶液中，MnO₂溶解產(chǎn)生Mn²⁺．該反應(yīng)的離子方程式是MnO₂+H₂O₂+2H⁺═Mn²⁺+O₂↑+2H₂O．
（3）某課外研究小組，用含有較多雜質(zhì)的銅粉，通過不同的化學(xué)反應(yīng)制取膽礬．其設(shè)計的實驗過程如圖所示：

①銅中含有大量的有機物，可采用灼燒的方法除去有機物，灼燒時將瓷坩堝置于c上（用以下所給儀器的編號填入，下同），取用坩堝應(yīng)使用e，灼燒后的坩堝應(yīng)放在b上，不能直接放在桌面上．實驗所用儀器：a．蒸發(fā)皿    b．石棉網(wǎng)    c．泥三角    d．表面皿    e．坩堝鉗    f．試管夾
②由粗制氧化銅通過兩種途徑制取膽礬，通過途徑Ⅱ?qū)崿F(xiàn)用粗制氧化銅制取膽礬，必須進行的實驗操作步驟：酸溶、加熱通氧氣、過濾、加熱蒸發(fā)、冷卻結(jié)晶、過濾洗滌、自然干燥，與途徑Ⅰ相比，途徑Ⅱ有明顯的兩個優(yōu)點是：產(chǎn)生等量膽礬途徑Ⅱ消耗硫酸少、途徑Ⅱ不會產(chǎn)生污染大氣的氣體．

Answer 1

分析 （1）在金屬活動性順序中，鋁排在銅的前面，故鋁可以把氯化銅中的銅置換出來，得到的紅色固體為銅，露置在空氣中會與氧氣、水、二氧化碳共同作用生成銅銹，其成分為堿式碳酸銅，此物質(zhì)不穩(wěn)定，受熱易分解，根據(jù)這些知識就可以按要求寫出有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式；
（2）根據(jù)提供的反應(yīng)物和產(chǎn)物及氧化還原反應(yīng)可知Mn由+4價變?yōu)?2價，氧元素化合價肯定升高，根據(jù)氧化還原反應(yīng)的特點來書寫；
（3）①根據(jù)固體加熱分析，用坩堝加熱固體時應(yīng)將坩堝放在泥三角上加熱，加熱時用坩堝鉗夾持坩堝，加熱后放在石棉網(wǎng)上冷卻；
②由硫酸銅溶液制得硫酸銅晶體，經(jīng)過濾后加熱蒸發(fā)硫酸銅溶液，冷卻結(jié)晶后、過濾、干燥后可得純凈的硫酸銅晶體；途徑Ⅰ有濃硫酸參加反應(yīng)，消耗較多硫酸，并產(chǎn)生污染性二氧化硫氣體．

解答 解：（1）置換反應(yīng)就是一種單質(zhì)與一種化合物反應(yīng)，生成另一種單質(zhì)和另一種化合物的反應(yīng)，將打磨過的鋁片放入氯化銅溶液中，析出紅色固體，說明鋁與氯化銅反應(yīng)，銅被置換出來，同時生成氯化鋁，該反應(yīng)為置換反應(yīng)，反應(yīng)為2Al+3CuCl₂=3Cu+2AlCl₃，即2Al+3Cu²⁺=2Al³⁺+3Cu，化合反應(yīng)就是由兩種或兩種以上的物質(zhì)生成一種其他物質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)，紅色的銅放在潮濕的空氣中變?yōu)榫G色，是因為與氧氣、二氧化碳、水共同作用生成了銅銹堿式碳酸銅，該反應(yīng)為化合反應(yīng)，該反應(yīng)為2Cu+O₂+CO₂+H₂O=Cu₂（OH）₂CO₃，
故答案為：2Al+3Cu²⁺=2Al³⁺+3Cu；2Cu+O₂+CO₂+H₂O=Cu₂（OH）₂CO₃；
（2）將適量MnO₂加入酸化后的H₂O₂溶液中，MnO₂溶解產(chǎn)生Mn²⁺，根據(jù)氧化還原反應(yīng)可知Mn由+4價變?yōu)?2價，氧化合價肯定升高，所以產(chǎn)物有氧氣生成，反應(yīng)為MnO₂+H₂O₂+2H⁺═Mn²⁺+O₂↑+2H₂O，
故答案為：MnO₂+H₂O₂+2H⁺═Mn²⁺+O₂↑+2H₂O；
（3）①用坩堝加熱固體時應(yīng)將坩堝放在泥三角上加熱，加熱時用坩堝鉗夾持坩堝，加熱后放在石棉網(wǎng)上冷卻；故答案為：c；e；b；
②由硫酸銅溶液制得硫酸銅晶體，經(jīng)過濾后加熱蒸發(fā)硫酸銅溶液，冷卻結(jié)晶后、過濾、干燥后可得純凈的硫酸銅晶體，
比較反應(yīng)的兩個途徑，途徑Ⅰ有濃硫酸參加反應(yīng)，消耗較多硫酸，并產(chǎn)生污染性二氧化硫氣體，
故答案為：加熱蒸發(fā)；過濾洗滌；產(chǎn)生等量膽礬途徑Ⅱ消耗硫酸少；途徑Ⅱ不會產(chǎn)生污染大氣的氣體．

點評 本題通過常見金屬及其化合物化學(xué)性質(zhì)、硫酸銅晶體的制備方案設(shè)計實驗，考查了化學(xué)基本反應(yīng)類型中的化學(xué)方程式的書寫以及化學(xué)實驗基本操作，注意知識的歸納和梳理以及靈活應(yīng)用是關(guān)鍵，難度不大．