Question

7．銅器久置，表面會生成一層綠色固體，為了解銅在空氣中的腐蝕情況，某化學興趣小組收集家中銅器表面的綠色固體進行探究．查閱相關資料后，猜想該綠色物質可能是銅的碳酸鹽．
該小組同學利用如圖裝置進行實驗．
①對試管內的綠色固體進行加熱，至完全分解，觀察到A裝置中綠色固體逐漸變成黑色，B裝置中無水硫酸銅變成藍色，C裝置中澄清石灰水變渾濁．
②取少量加熱后生成的黑色固體于試管中，加入稀硫酸．觀察到黑色固體逐漸溶解，溶液變成藍色．
③取少量上述藍色溶液加入試管中，浸入一根潔凈的鐵絲．觀察到鐵絲表面有紅色物質析出．
請回答下列問題：
（1）綠色固體中含有的元素是Cu、H、O、C．
（2）加熱后試管中剩余的黑色物質是CuO．
（3）假設該綠色物質是一種純凈物，則其化學式可能是Cu₂（OH）₂CO₃，加熱分解的化學方程式為Cu₂（OH）₂CO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CuO+H₂O+CO₂↑．
（4）上述實驗步驟③中的反應的離子方程式為Fe+Cu²⁺=Cu+Fe²⁺．
（5）實驗裝置最后的干燥管的作用是防止空氣中的CO₂進入廣口瓶．

Answer 1

分析 ①對試管內的綠色固體進行加熱，至完全分解，觀察到A裝置中綠色固體逐漸變成黑色，B裝置中無水硫酸銅變成藍色，說明分解產物中有水蒸氣，C裝置中澄清石灰水變渾濁，說明分解產物中有二氧化碳；
②取少量加熱后生成的黑色固體于試管中，加入稀硫酸，觀察到黑色固體逐漸溶解，溶液變成藍色，則黑色固體為CuO；
③取少量上述藍色溶液加入試管中，浸入一根潔凈的鐵絲．觀察到鐵絲表面有紅色物質析出，即析出Cu，
所以該綠色固體中含有C、H、O、Cu元素；
（1）根據以上分析判斷綠色固體中的元素；
（2）由分析可知黑色固體為CuO；
（3）假設該綠色物質是一種純凈物，根據組成元素和各元素的化合價分析該物質應是堿式鹽；
（4）步驟③中Fe與銅離子反應生成Cu和亞鐵離子；
（5）裝置C是檢驗二氧化碳的，要避免空氣中的二氧化碳進入C，而產生干擾．

解答 解：①對試管內的綠色固體進行加熱，至完全分解，觀察到A裝置中綠色固體逐漸變成黑色，B裝置中無水硫酸銅變成藍色，說明分解產物中有水蒸氣，C裝置中澄清石灰水變渾濁，說明分解產物中有二氧化碳；
②取少量加熱后生成的黑色固體于試管中，加入稀硫酸，觀察到黑色固體逐漸溶解，溶液變成藍色，則黑色固體為CuO；
③取少量上述藍色溶液加入試管中，浸入一根潔凈的鐵絲．觀察到鐵絲表面有紅色物質析出，即析出Cu，
所以該綠色固體中含有C、H、O、Cu元素；
（1）由以上分析可知綠色固體中的元素為C、H、O、Cu；
故答案為：C、H、O、Cu；
（2）由分析可知黑色固體為CuO；
故答案為：CuO；
（3）假設該綠色物質是一種純凈物，由組成元素和各元素的化合價可知該物質應是堿式鹽，其化合式為：Cu₂（OH）₂CO₃；
故答案為：Cu₂（OH）₂CO₃；
（4）步驟③中Fe與銅離子反應生成Cu和亞鐵離子，其反應的離子方程式為：Fe+Cu²⁺=Cu+Fe²⁺；
故答案為：Fe+Cu²⁺=Cu+Fe²⁺；
（5）裝置C是檢驗二氧化碳的，要避免空氣中的二氧化碳進入C，而產生干擾，所以實驗裝置最后的干燥管的作用是防止空氣中的CO₂進入廣口瓶；
故答案為：防止空氣中的CO₂進入廣口瓶．

點評 本題考查了Cu及其化合物性質、探究物質的組成的實驗，題目難度中等，側重于考查學生對元素化合物性質的應用能力和實驗探究能力．