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某校化学研究性学习小组在学习了金属的知识后,探究Cu的常见化合物的性质.过程如下:提出问题①在元素周期表中,Cu、Al位置接近,Cu不如Al活泼,Al(OH)3具有两性,Cu(OH)2也具
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某校化学研究性学习小组在学习了金属的知识后,探究Cu的常见化合物的性质.过程如下:
【提出问题】
①在元素周期表中,Cu、Al位置接近,Cu不如Al活泼,Al(OH)3具有两性,Cu(OH)2也具有两性吗?
②通常情况下,Fe2+的稳定性小于Fe3+的,Cu+的稳定性也小于Cu2+的吗?
③CuO有氧化性,能被H2、CO等还原,也能被NH3还原吗?
【实验方案】
(1)解决问题①需用到的药品有CuSO4溶液、______(填试剂名称,一种或多种),同时进行相关实验.
(2)解决问题②的实验步骤和现象如下:取98g Cu(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.冷却后称量,A的质量为72g,A的化学式为______.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,则反应的离子方程式为______.
(3)为解决问题③,设计的实验装置如图所示(夹持及尾气处理装置未画出):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,该气体的化学式为______.

【实验结论】
(4)Cu(OH)2具有两性.证明Cu(OH)2具有两性的实验现象是______.
(5)根据实验方案(2),得出的Cu+和Cu2+稳定性大小的结论:高温时______;在酸性溶液中______.
(6)Cu0能被NH3还原.
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.请你设计一个简单的实验方案验证NH3与CuO反应后生成的红色物质中是否含有A:______.
【提出问题】
①在元素周期表中,Cu、Al位置接近,Cu不如Al活泼,Al(OH)3具有两性,Cu(OH)2也具有两性吗?
②通常情况下,Fe2+的稳定性小于Fe3+的,Cu+的稳定性也小于Cu2+的吗?
③CuO有氧化性,能被H2、CO等还原,也能被NH3还原吗?
【实验方案】
(1)解决问题①需用到的药品有CuSO4溶液、______(填试剂名称,一种或多种),同时进行相关实验.
(2)解决问题②的实验步骤和现象如下:取98g Cu(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.冷却后称量,A的质量为72g,A的化学式为______.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,则反应的离子方程式为______.
(3)为解决问题③,设计的实验装置如图所示(夹持及尾气处理装置未画出):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,该气体的化学式为______.

【实验结论】
(4)Cu(OH)2具有两性.证明Cu(OH)2具有两性的实验现象是______.
(5)根据实验方案(2),得出的Cu+和Cu2+稳定性大小的结论:高温时______;在酸性溶液中______.
(6)Cu0能被NH3还原.
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.请你设计一个简单的实验方案验证NH3与CuO反应后生成的红色物质中是否含有A:______.
▼优质解答
答案和解析
【实验方案】(1)Cu不如Al活泼,可以用硫酸溶液进行验证,要证明Cu(OH)2具有两性,应先加入碱生成Cu(OH)2,药品中缺少氢氧化钠溶液,故答案为:稀硫酸、氢氧化钠溶液;
(2)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-64g8g,n(O)=
=0.5mol,
则A中n(Cu):n(O)=2:1,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,反应的离子方程式为:Cu2O+2H+=Cu+Cu2++H2O,故答案为:Cu2O;Cu2O+2H+=Cu+Cu2++H2O;
(3)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,故答案为:N2;
【实验结论】
(4)如具有两性,Cu(OH)2既能溶解于强酸,又能溶解于强碱,分别生成盐和水,故答案为:Cu(OH)2既能溶解于强酸,又能溶解于强碱;
(5)80℃~100℃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,故答案为:Cu+稳定性大于Cu2+;Cu2+稳定性大于Cu+;
【问题讨论】
(6)如含有Cu2O,根据其与酸反应的现象可判断,方程式为:Cu2O+H2SO4═Cu+CuSO4+H2O,溶液变蓝,而铜与稀硫酸不反应,
故答案为:取样,加入稀硫酸,如果得到蓝色溶液和红色固体,说明有A; 如果不溶解,说明无A;
(2)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-64g8g,n(O)=
8g |
16g/mol |
则A中n(Cu):n(O)=2:1,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,反应的离子方程式为:Cu2O+2H+=Cu+Cu2++H2O,故答案为:Cu2O;Cu2O+2H+=Cu+Cu2++H2O;
(3)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,故答案为:N2;
【实验结论】
(4)如具有两性,Cu(OH)2既能溶解于强酸,又能溶解于强碱,分别生成盐和水,故答案为:Cu(OH)2既能溶解于强酸,又能溶解于强碱;
(5)80℃~100℃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,故答案为:Cu+稳定性大于Cu2+;Cu2+稳定性大于Cu+;
【问题讨论】
(6)如含有Cu2O,根据其与酸反应的现象可判断,方程式为:Cu2O+H2SO4═Cu+CuSO4+H2O,溶液变蓝,而铜与稀硫酸不反应,
故答案为:取样,加入稀硫酸,如果得到蓝色溶液和红色固体,说明有A; 如果不溶解,说明无A;
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