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：在元素周期表中，銅與鋁的位置很接近，氫氧化鋁具有兩性，氫氧化銅有兩性嗎？

問題2：鐵和銅都有變價(jià)，一般情況下，Fe2+的穩(wěn)定性弱于的Fe3+，Cu+的穩(wěn)定性也弱于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100mL0.50molL-1CuSO4溶液，必需的玻璃儀器有膠頭滴管、燒杯、___、___。

（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)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80～100℃時(shí)得到黑色固體粉末；繼續(xù)加熱至1000℃以上，黑色粉末全部變成紅色粉末氧化亞銅；

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)象回答下列問題：

（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：當(dāng)溫度在1000℃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。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)說明此解釋是否正確(只需要寫出一種方法即可)。___

實(shí)驗(yàn)步驟	實(shí)驗(yàn)結(jié)論

Answer 1

【答案】玻璃棒 100mL容量瓶 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

實(shí)驗(yàn)步驟	實(shí)驗(yàn)結(jié)論
向反應(yīng)后的溶液中通入足量空氣	若溶液變藍(lán)，則假設(shè)成立

【解析】

(1)根據(jù)配制一定物質(zhì)的量濃度溶液的步驟，確認(rèn)需要的玻璃儀器都有哪些，得出結(jié)果；

(2)問題1是氫氧化銅是否是兩性氫氧化物，既能與酸反應(yīng)，又能與堿反應(yīng)，因此第2步是向沉淀中加入稀硫酸，觀察沉淀是否溶解；

(3)根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行分析，得出反應(yīng)得到Cu和Cu2＋；

(4)根據(jù)信息①完成；

(5)銅和濃硝酸反應(yīng)生成NO2，NO2有毒，污染環(huán)境；

(6)向反應(yīng)后的溶液中通入足量的空氣，NO2和O2反應(yīng)生成硝酸，據(jù)此分析。

(1)配制 溶液還需要容量瓶和玻璃棒。

(2)兩性是指既能與酸反應(yīng)，又能與堿反應(yīng)，所以還需進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)是與酸的反應(yīng)，實(shí)驗(yàn)具體內(nèi)容為取實(shí)驗(yàn)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。

(3)溶液變藍(lán)說明有生成，紅色固體是Cu，結(jié)合得失電子守恒和元素守恒可得反應(yīng)的離子方程式：。

(4)由題目信息可知受熱分解先生成CuO，繼續(xù)加熱后生成，即在高溫下更穩(wěn)定。在酸性條件下會(huì)發(fā)生歧化反應(yīng)，所以在酸性條件下更穩(wěn)定。

(5)濃硝酸與銅反應(yīng)生成的有毒氣體會(huì)污染環(huán)境。

(6)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的目的是除去，而向反應(yīng)后的溶液中通入空氣即可將除去：。