Question

某�；瘜W(xué)研究性學(xué)習(xí)小組在學(xué)習(xí)了金屬的知識(shí)后，探究Cu的常見(jiàn)化合物的性質(zhì)。過(guò)程如下：

提出問(wèn)題：

①在周期表中，Cu、Al位置接近，Cu不如Al活潑，Al(OH)3具有兩性，Cu(OH)2也具有兩性嗎？

②通常情況下，F(xiàn)e2＋的穩(wěn)定性小于Fe3＋的，Cu＋的穩(wěn)定性也小于Cu2＋的嗎？

③CuO有氧化性，能被H2、CO等還原，也能被NH3還原嗎？

實(shí)驗(yàn)方案：

(1)解決問(wèn)題①需用到的藥品有CuSO4溶液、________(填試劑名稱)，同時(shí)進(jìn)行相關(guān)實(shí)驗(yàn)。

(2)解決問(wèn)題②的實(shí)驗(yàn)步驟和現(xiàn)象如下：取98 g Cu(OH)2固體，加熱至80～100℃時(shí)，得到 80 g黑色固體粉末，繼續(xù)加熱到1 000℃以上，黑色粉末全部變成紅色粉末A。冷卻后稱量，A的質(zhì)量為72 g，A的化學(xué)式為_(kāi)_______。向A中加入適量的稀硫酸，得到藍(lán)色溶液，同時(shí)觀察到容器中還有紅色固體存在，則反應(yīng)的離子方程式為_(kāi)__________________。

(3)為解決問(wèn)題③，設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示(夾持及尾氣處理裝置未畫出)：實(shí)驗(yàn)中觀察到CuO變?yōu)榧t色物質(zhì)。查資料可知，同時(shí)生成一種無(wú)污染的氣體，該氣體的化學(xué)式為

__________________________________________________。

實(shí)驗(yàn)結(jié)論：

(4)Cu(OH)2具有兩性。證明Cu(OH)2具有兩性的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是_____________________。

(5)根據(jù)實(shí)驗(yàn)方案(2)，得出的Cu＋和Cu2＋穩(wěn)定性大小的結(jié)論：高溫時(shí)________；在酸性溶液中________。

(6)CuO能被NH3還原。

問(wèn)題討論：

有同學(xué)認(rèn)為NH3與CuO反應(yīng)后生成的紅色物質(zhì)是Cu，也有同學(xué)認(rèn)為NH3與CuO反應(yīng)后生成的紅色物質(zhì)是Cu和A的混合物。請(qǐng)你設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)方案驗(yàn)證NH3與CuO反應(yīng)后生成的紅色物質(zhì)中是否含有A：__________________________________________________。

Answer 1

解析  (1)要探究Cu(OH)2是否具有兩性，則需用NaOH與CuSO4反應(yīng)生成Cu(OH)2，若Cu(OH)2能溶解在NaOH溶液中，說(shuō)明Cu(OH)2具有酸性；若Cu(OH)2能溶解在稀硫酸(或稀鹽酸)中，說(shuō)明Cu(OH)2具有堿性，所以需要的試劑為NaOH溶液和稀H2SO4溶液(或稀鹽酸)。

(2)98 g Cu(OH)2加熱到80～100℃時(shí)發(fā)生分解反應(yīng)生成80 g黑色的CuO，繼續(xù)加熱到1 000℃，80 g CuO變?yōu)?2 g A，所以減少的8 g為氧元素的質(zhì)量，所以72 g A中n(Cu)∶n(O)＝∶＝2∶1，所以A的化學(xué)式為Cu2O。Cu2O在稀H2SO4溶液中發(fā)生反應(yīng)生成Cu、Cu2＋∶Cu2O＋2H＋===Cu＋Cu2＋＋H2O。

(3)CuO與NH3在加熱條件下發(fā)生反應(yīng)生成Cu、N2、H2O，所以無(wú)污染的氣體為N2。

(4)Cu(OH)2既能溶解在稀H2SO4溶液(或稀鹽酸)中，也能溶解在NaOH溶液中，證明Cu(OH)2具有兩性。

(5)高溫時(shí)，CuO能轉(zhuǎn)化為Cu2O，說(shuō)明高溫時(shí)Cu2O比CuO穩(wěn)定，則Cu＋比Cu2＋穩(wěn)定。在酸性溶液中，Cu2O能轉(zhuǎn)化為Cu2＋，說(shuō)明Cu2＋比Cu＋穩(wěn)定。

(6)根據(jù)(2)中所述A與稀H2SO4溶液反應(yīng)的相關(guān)現(xiàn)象，則可設(shè)計(jì)出檢驗(yàn)A的實(shí)驗(yàn)方案。

答案  (1)稀H2SO4溶液(或稀鹽酸)、NaOH溶液

(2)Cu2O　Cu2O＋2H＋===Cu＋Cu2＋＋H2O　(3)N2

(4)Cu(OH)2既能溶于稀H2SO4溶液(或稀鹽酸)，又能溶于NaOH溶液　(5)Cu＋比Cu2＋穩(wěn)定　Cu2＋比Cu＋穩(wěn)定　(6)取NH3與CuO反應(yīng)后生成的紅色物質(zhì)少許，加入稀H2SO4溶液中，若溶液變?yōu)樗{(lán)色，說(shuō)明紅色物質(zhì)中含有A，反之則無(wú)A