Question

【題目】某化學研究性學習小組探究與銅有關的物質的性質，過程設計如下：

（提出猜想）

問題1：在周期表中，銅與鋁的位置很接近，氫氧化鋁具有兩性，氫氧化銅有兩性碼？

問題2：鐵和銅都有變價，一般情況下，Fe2+的穩(wěn)定性小于的Fe3+，Cu+的穩(wěn)定性也小于Cu2+嗎？

問題3：硫酸銅溶液呈藍色，銅與濃硝酸常溫下反應生成的溶液也是藍色嗎？

（實驗探究）

I. 解決問題1：

（1）實驗需配制100mL 0.50mol·L-1 CuSO4溶液，必需的玻璃儀器有膠頭滴管、燒杯、________、________。

（2）為達到目的，某同學認為只要進行兩次實驗即可得出結論。請寫出實驗②的具體內容。

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的實驗步驟和現(xiàn)象如下：

①取一定量制得的氫氧化銅固體，于坩堝中灼燒，當溫度達到80C～100C得到黑色固體粉末；繼續(xù)加熱至1000C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，得到藍色溶液，同時觀察到試管底部還有紅色固體存在。根據(jù)以上實驗及現(xiàn)象：

（3）寫出氧化亞銅與稀硫酸反應的離子方程式________。

（4）從實驗中可得出的結論是：當溫度在1000C以上時________（填：Cu2+或Cu+，下同）穩(wěn)定，在酸性溶液中________穩(wěn)定。

III. 解決問題3，某同學設計的實驗如下：

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）另一同學認為此同學設計的實驗有缺陷，原因是________。

（6）銅與濃硝酸反應溶液呈綠色，有同學認為這是生成的NO2溶于其中的原因。請設計實驗說明此解釋是否正確。（只需要寫出一種方法取可）

實驗步驟	實驗結論
________	________

Answer 1

【答案】玻璃棒 100mL容量瓶 另取實驗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+ 產生NO2氣體，污染環(huán)境 向反應后的溶液中通入足量空氣 若溶液變藍，則假設成立

【解析】

配制溶液需要使用的儀器有天平、膠頭滴管、燒杯、玻璃棒、100mL容量瓶等。兩性氫氧化物能溶于氫氧化鈉和硫酸，所以檢驗氫氧化銅是否具有該性質。根據(jù)二氧化氮和氧氣和水反應生成硝酸的性質進行實驗。

（1）實驗需配制100mL 0.50mol·L-1 CuSO4溶液，必需的玻璃儀器有膠頭滴管、燒杯、玻璃棒、100mL容量瓶；

(2)兩性氫氧化物能溶于強酸強堿溶液，所以需要檢驗氫氧化銅是否溶于氫氧化鈉或硫酸，所以需要另取實驗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；

(3)根據(jù)題干信息分析，氧化亞銅和硫酸反應生成硫酸銅和銅，離子方程式為：Cu2O + 2H+ ＝Cu + Cu2+ + H2O；

(4) 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，說明當溫度在1000C以上時Cu+穩(wěn)定，但與硫酸反應生成銅離子，所以在酸性溶液中Cu2+穩(wěn)定；

(5)銅和濃硝酸反應生成二氧化氮氣體，污染環(huán)境；

(6)二氧化氮和氧氣和水反應生成硝酸，若向反應后的溶液中通入足量空氣，反應生成硝酸，二氧化氮消失，若溶液變藍，則假設成立。