Question

某化学研究性学习小组设计实验探究铜的常见化学性质，过程设计如下：[来源:Zxxk.提出猜想

问题1：在周期表中，铜与铝的位置很接近，铜不如铝活泼，氢氧化铝具有两性，氢氧化铜也有两性吗？

问题2：铁和铜都有变价，一般情况下，正二价铁的稳定性小于正三价的铁，正一价铜的稳定性也小于正二价的铜吗？

问题3：氧化铜有氧化性，能被H₂、CO还原，它也能被氮的某种气态氢化物还原吗？

实验探究

I.解决问题1

（1）需用到的药品除1 mol·L^-1CuSO₄溶液、稀硫酸外还需________（填试剂的化学式）溶液。

（2）用胆矾晶体配制1 mol·L^-1CuSO₄溶液250mL，选用的仪器除烧杯、托盘天平、药匙、玻璃棒、胶头滴管外，还有______________（填仪器名称）。

（3）为达到实验目的，请你补全实验内容和步骤：

①用CuSO₄溶液制备Cu(OH)₂；

②__________________________________________________________________________。

Ⅱ．解决问题2

取一定量I中制备获得的氢氧化铜固体于坩埚中灼烧，当温度达到80～100℃得到黑色固体粉末；继续加热至1000℃以上，黑色粉末全部变成红色粉末氧化亚铜；取适量红色氧化亚铜粉末于洁净试管中，加入过量的稀硫酸（或盐酸），得到蓝色溶液，同时观察到试管底部还有红色固体存在。根据以上实验现象回答问题。

（1）写出氧化亚铜与稀硫酸（或盐酸）反应的离子方程式：_______________________。

（2）从实验Ⅱ可得出的结论是在高温下正一价铜比正二价铜________（填稳定或不稳定），溶液中正一价铜比正二价铜_________（填稳定或不稳定）。

Ⅲ．解决问题3

设计如下装置（夹持装置未画出）：

当氮的某种气态氢化物(X)缓缓通过灼热的氧化铜时，观察到氧化铜由黑色变成了红色，无水硫酸铜变成蓝色，生成物中还有一种无污染的单质气体Y；将X通人灼热的CuO燃烧管完全反应后，消耗0.01 mol X，测得B装置增重0.36g，并收集到0.28g气体Y。

（1）仪器A的名称是_____________________。

（2）X的化学式为_______________________。

Answer

I （1）NaOH     （2）250mL容量瓶

（3）将Cu(OH)2分别加入稀硫酸和稀NaOH溶液中，观察现象

Ⅱ （1）Cu2O + 2H+ = Cu2++ Cu + H2O（2） 稳定， 不稳定

Ⅲ （1）（球形）干燥管     （2）N2H4

【解析】

试题分析：Ⅰ（1）、探究氢氧化铜是否具有两性的实验需要的药品是：制取氢氧化铜的硫酸铜和氢氧化钠，验证试验用到硫酸和氢氧化钠，所以需要硫酸铜和氢氧化钠以及硫酸溶液，即需用到的药品除1 mol·L-1CuSO4溶液、稀硫酸外还需氢氧化钠溶液；（2）配制一定物质的量浓度的溶液所需仪器：烧杯、天平、玻璃棒、量筒、胶头滴管、一定体积的容量瓶，容量瓶的规格根据所配置的溶液来确定，故答案为：250mL容量瓶；（3）氢氧化铜是否能和硫酸和氢氧化钠反应的实验中，首先是氢氧化铜的配制，然后是让氢氧化铜和硫酸以及氢氧化钠反应，所以实验步骤第一步是：用CuSO4溶液和NaOH溶液制Cu（OH）2；第二步是：将Cu（OH）2分别与稀H2SO4和NaOH溶液反应，故答案为：将Cu（OH）2分别与稀H2SO4和NaOH溶液反应。

Ⅱ、（1）根据题意知，氧化亚铜与稀硫酸（或盐酸）反应生成金属单质铜和二价铜离子的盐溶液，离子方程式为Cu2O+2H+=Cu+Cu2++H2O；（2）根据题给信息知，高温下正一价铜比正二价铜稳定，溶液中正一价铜比正二价铜不稳定。

Ⅲ、（1）仪器A的名称为干燥管；（2）依题意知，消耗0.01mol X，测得B装置增重0.36g，即生成0.02mol的水，并收集到单质气体Y 0.28g即氮气0.01mol，根据原子守恒可以确定气态氢化物X中含有4个氢原子和2个氮原子，X的化学式为N2H4。

考点：以实验探究的方式考查金属铜及其化合物的性质。