Question

某研究性學(xué)習(xí)小組在學(xué)習(xí)金屬鐵的相關(guān)知識(shí)后，為了解銅及其常見化合物的性質(zhì)，運(yùn)用類比的思想提出了如下問題，并進(jìn)行探究．請(qǐng)幫助完成下列有關(guān)研究并填寫有關(guān)空白．
（1）【提出問題】
①鐵能與稀硫酸反應(yīng)產(chǎn)生氫氣，銅能嗎？銅與濃硫酸會(huì)發(fā)生反應(yīng)嗎？
②鐵在潮濕的空氣中易生銹，銅“生銹”需要什么條件？
③氧化鐵能夠被一氧化碳還原，氧化銅可以嗎？氧化銅能直接轉(zhuǎn)化為氫氧化銅嗎？氧化銅還有哪些性質(zhì)？
④有哪些途徑可以由銅逐步轉(zhuǎn)變?yōu)闅溲趸�銅？
（2）【查閱資料與問題解決】
①由基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)4可知常溫下銅與稀硫酸不發(fā)生反應(yīng)，具體的實(shí)驗(yàn)操作和現(xiàn)象是向裝有一小塊銅片的試管中滴加稀硫酸至

 

，無明顯現(xiàn)象．
銅能與濃硫酸發(fā)生反應(yīng)，其化學(xué)方程式為：Cu+2H₂SO₄（濃）

△   .

CuSO₄+2H₂O+X↑，X為有毒氣體，其化學(xué)式為

 

．
②銅在潮濕的空氣中也能“生銹”形成銅綠，銅綠的主要成分為Cu₂（OH）₂CO₃．由此可以推測(cè)：銅“生銹”過程中，參與反應(yīng)的物質(zhì)有銅、氧氣、水和

 

．
③氧化銅可以在加熱的條件下被一氧化碳等還原成銅，其與一氧化碳反應(yīng)的化學(xué)方程式為

 

，也能在高溫條件下與碳發(fā)生置換反應(yīng)，生成一種“溫室”氣體，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為

 

．氧化銅不溶于水，也不能與水直接反應(yīng)生成氫氧化銅，但能與稀硫酸、稀鹽酸等酸發(fā)生反應(yīng)，如其與稀鹽酸反應(yīng)生成氯化銅等物質(zhì)，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為

 

；在高溫下，氧化銅還能分解成磚紅色的氧化亞銅和氧氣，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為

 

．
④由銅轉(zhuǎn)化為氫氧化銅，從化學(xué)反應(yīng)的原理看，可以是流程Ⅰ：
Cu

H2SO4

△

CuSO₄

NaOH溶液

Cu（OH）₂
也可以是流程Ⅱ：Cu

O2

△

CuO

H2SO4(稀)

CuSO₄

NaOH溶液

Cu（OH）₂
流程Ⅰ和流程Ⅱ的最后一步是相同的，該步反應(yīng)的化學(xué)方程式為

 

；與流程Ⅰ相比，流程Ⅱ的優(yōu)點(diǎn)是

 

和

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：實(shí)驗(yàn)探究物質(zhì)的性質(zhì)或變化規(guī)律,金屬的化學(xué)性質(zhì),金屬銹蝕的條件及其防護(hù),質(zhì)量守恒定律及其應(yīng)用,書寫化學(xué)方程式、文字表達(dá)式、電離方程式

專題：科學(xué)探究

分析：本題能使同學(xué)們體會(huì)到實(shí)驗(yàn)探究的一般過程．
①通過實(shí)驗(yàn)分析可知：銅不能與稀硫酸發(fā)生置換反應(yīng)，是因?yàn)樵诮饘倩顒?dòng)性順序表中，銅排在氫的后面；在Cu+2H₂SO₄（濃）

△   .

CuSO₄+2H₂O+X↑中，根據(jù)質(zhì)量守恒定律推知：X為SO₂；
②銅綠的主要成分為 Cu₂（OH）₂CO₃，由此可以推測(cè)：銅“生銹”過程中，參與反應(yīng)的物質(zhì)是銅、氧氣、水和二氧化碳共同作用的結(jié)果．
③氧化銅與一氧化碳在加熱的條件下生成銅和二氧化碳，高溫條件下與碳發(fā)生置換反應(yīng)，生成一種“溫室”氣體，氧化銅能與稀鹽酸發(fā)生反應(yīng)生成氯化銅等物質(zhì)，在高溫下，氧化銅能分解成磚紅色的氧化亞銅（Cu₂O）和氧氣，注意書寫化學(xué)方程式配平即可．
④由題目給出的信息可知，與流程I相比，與流程I相比，流程Ⅱ不使用濃硫酸、無二氧化硫生成，流程Ⅱ的優(yōu)點(diǎn)是：安全、環(huán)保等．

解答：解：
（2）①驗(yàn)證常溫下銅與稀硫酸不發(fā)生反應(yīng)，應(yīng)向裝有一小塊銅片的試管中滴加稀硫酸至銅片完全浸沒，通過實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析可知：銅不能與稀硫酸發(fā)生置換反應(yīng)，是因?yàn)樵诮饘倩顒?dòng)性順序表中，銅排在氫的后面；在Cu+2H₂SO₄（濃）

△   .

CuSO₄+2H₂O+X↑中，根據(jù)質(zhì)量守恒定律推知：X為SO₂；故答案填寫：銅片完全浸沒；SO₂；
②銅綠的主要成分為 Cu₂（OH）₂CO₃，由此可以推測(cè)：銅“生銹”過程中，參與反應(yīng)的物質(zhì)是銅、氧氣、水和二氧化碳共同作用的結(jié)果，故答案為：二氧化碳；
③氧化銅與一氧化碳在加熱的條件下生成銅和二氧化碳，高溫條件下與碳發(fā)生置換反應(yīng)，生成一種“溫室”氣體，氧化銅能與稀鹽酸發(fā)生反應(yīng)生成氯化銅等物質(zhì)，在高溫下，氧化銅能分解成磚紅色的氧化亞銅（Cu₂O）和氧氣，反應(yīng)的化學(xué)方程式分別為：CuO+CO

△   .

Cu+CO₂；C+2CuO

高溫  .

2Cu+CO₂↑；CuO+2HCl=CuCl₂+H₂O；4CuO

高溫  .

2Cu₂O+O₂↑
④由題目給出的信息可知，流程Ⅰ和流程Ⅱ的最后一步是相同的，即硫酸銅和氫氧化鈉反應(yīng)生成硫酸鈉和氫氧化銅，該步反應(yīng)的化學(xué)方程式為：CuSO₄+2NaOH═Cu（OH）₂↓+Na₂SO₄；與流程I相比，流程Ⅱ不使用濃硫酸、無二氧化硫生成，其優(yōu)點(diǎn)是：安全、環(huán)保等；故答案為：CuSO₄+2NaOH═Cu（OH）₂↓+Na₂SO₄；安全；環(huán)保；
故本題答案為：
（2）
①銅片完全浸沒；SO₂；
②二氧化碳；
③CuO+CO

△   .

Cu+CO₂；C+2CuO

高溫  .

2Cu+CO₂↑；CuO+2HCl=CuCl₂+H₂O；4CuO

高溫  .

2Cu₂O+O₂↑；
④CuSO₄+2NaOH═Cu（OH）₂↓+Na₂SO₄；安全；環(huán)保；

點(diǎn)評(píng)：實(shí)驗(yàn)探究題包括實(shí)驗(yàn)方法和過程的探究，實(shí)驗(yàn)結(jié)論和實(shí)驗(yàn)規(guī)律的探究等．本題通過實(shí)驗(yàn)資料和實(shí)驗(yàn)分析，得到了正確的結(jié)論，屬于結(jié)論性探究．同學(xué)們要具體分析，綜合掌握．