某化學研究性學習小組設(shè)想探究銅的常見化學性質(zhì),過程設(shè)計如下:
[提出猜想]
問題1:在周期表中,銅與鋁的位置很接近,銅不如鋁活潑,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,一般情況下,正二價鐵的穩(wěn)定性小于正三價的鐵,正一價的銅穩(wěn)定性也小于正二價的銅嗎?
問題3:氧化銅有氧化性,能被H2、CO還原,它能被氮的某種氣態(tài)氫化物還原嗎?
[實驗探究]
Ⅰ.解決問題1:
(1)需用到的藥品除銅、鋁、1mol/LCuSO4溶液、稀H2SO4外還需 氫氧化鈉溶液氫氧化鈉溶液 (填試劑化學式)。
(2)配制1 mol/LCuSO4溶液25mL,選用的儀器除燒杯、天平、玻璃棒、量筒、膠頭滴管外,還有 250mL容量瓶250mL容量瓶(填儀器名稱)。
(3)為達到目的,你認為應(yīng)進行哪些相關(guān)實驗?(實驗內(nèi)容和步驟)
①制備Cu(OH)2; ②將Cu(OH)2分別與稀H2SO4和NaOH溶液反應(yīng)將Cu(OH)2分別與稀H2SO4和NaOH溶液反應(yīng)。
Ⅱ.解決問題2的實驗步驟和現(xiàn)象如下:取一定量制得的氫氧化銅固體,于坩堝中灼燒,當溫度達到80~100℃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;取適量紅色氧化亞銅粉末于潔凈試管中,加入過量的稀硫酸或鹽酸,得到藍色溶液,同時觀察到試管底還有紅色固體存在。根據(jù)以上實驗及現(xiàn)象:
(4)寫出氧化亞銅與稀硫酸(或鹽酸)反應(yīng)的離子方程式:Cu2O+2H+=Cu+Cu2++H2OCu2O+2H+=Cu+Cu2++H2O。
(5)從實驗Ⅱ可得出的結(jié)論是 固體時低溫下,Cu2+穩(wěn)定;1000℃以上時,Cu+穩(wěn)定;在酸性環(huán)境Cu2+穩(wěn)定、Cu+不穩(wěn)定固體時低溫下,Cu2+穩(wěn)定;1000℃以上時,Cu+穩(wěn)定;在酸性環(huán)境Cu2+穩(wěn)定、Cu+不穩(wěn)定。
Ⅲ.解決問題3:
設(shè)計如下裝置:(夾持裝置未畫出)
當某種氮的氣態(tài)氫化物(X)緩緩?fù)ㄟ^灼熱的氧化銅,觀察到氧化銅由黑色變成了紅色,無水硫酸銅變成藍色,生成物中還有一種無污染的氣體Y;將X通入紅熱的CuO燃燒管完全反應(yīng)后,消耗0.01 mol X,測得B裝置增重0.36 g,并收集到單質(zhì)氣體Y0.28 g;
(6)研究小組同學確證燃燒管生成的紅色物質(zhì)是銅,你認為他們確證的方法是 將紅色物質(zhì)置于稀硫酸中,溶液不變藍,則證明為銅將紅色物質(zhì)置于稀硫酸中,溶液不變藍,則證明為銅。
(7)X氣體的摩爾質(zhì)量為 32g/mol32g/mol。
(8)C中發(fā)生反應(yīng)的化學方程式:2CuO+N2H4 △ 2Cu+N2+2H2O2CuO+N2H4 △ 2Cu+N2+2H2O。
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【答案】氫氧化鈉溶液;250mL容量瓶;將Cu(OH)2分別與稀H2SO4和NaOH溶液反應(yīng);Cu2O+2H+=Cu+Cu2++H2O;固體時低溫下,Cu2+穩(wěn)定;1000℃以上時,Cu+穩(wěn)定;在酸性環(huán)境Cu2+穩(wěn)定、Cu+不穩(wěn)定;將紅色物質(zhì)置于稀硫酸中,溶液不變藍,則證明為銅;32g/mol;2CuO+N2H4 2Cu+N2+2H2O
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【解答】
【點評】
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