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: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

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: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

题型:不详难度:来源:
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: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_______________________。
答案
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
举一反三
下列叙述正确的是
A.将FeCl3溶液加热蒸干得到FeCl3固体
B.向Fe(NO3)2溶液中加少量盐酸,无明显现象
C.向氢氧化镁悬浊液中滴加FeCl3溶液,无明显现象
D.向FeSO4溶液中滴加NaOH溶液,先出现白色沉淀,最终沉淀转化成红褐色

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有一种细菌在酸性水溶液、氧气存在下,可以将黄铜矿(主要成分是CuFeS2,含少量杂质SiO2)氧化成硫酸盐。运用该原理生产铜和绿矾(FeSO4·7H2O)的流程如下:
回答下列问题:
(1)已知:
 
Fe2+
Cu2+
Fe3+
开始转化成氢氧化物沉淀时的pH
7.6
4.7
2.7
完全转化成氢氧化物沉淀时的pH
9.6
6.7
3.7
 
(1)加入CuO将溶液的pH调节到约为4,结合平衡移动原理解释该操作的原因       
(2)写出能实现反应Ⅲ的化学方程式       
(3)试剂b为        
(4)欲从滤液中获得绿矾晶体,操作Ⅰ应为浓缩、            
(5)反应Ⅰ的化学方程式       
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铁及其化合物之间的相互转化可用下式表示:

回答下列有关问题:
(1)铁元素在周期表中的位置是___________________________。
(2)Fe与过量稀硫酸反应可以制取FeSO4。若用反应所得的酸性溶液,实现上述①的转化,要求产物纯净,可选用的试剂是________(选填序号)。
A.Cl2          B.Fe          C.HNO3         D.H2O2
(3)上述转化得到的硫酸铁可用于电化浸出黄铜矿精矿工艺。精矿在阳极浸出的反应比较复杂,其中有一主要反应CuFeS2+4Fe3+=Cu2++5Fe2++2S(CuFeS2中S为-2价),下列说法正确的是________(选填序号)。
A.从物质分类的角度看,黄铜矿属于合金
B.反应中,所有铁元素均被还原
C.反应中,CuFeS2既作氧化剂又作还原剂
D.当转移1 mol电子时,46 g CuFeS2参加反应
(4)下述反应中,若FeSO4和O2的系数比为2︰1,试配平下列方程式:
FeSO4 +  K2O2 →  K2FeO4 +  K2O +  K2SO4 +  O2
(5)向某稀HNO3和Fe(NO3)3的混合溶液中逐渐加入铁粉,产生无色气体,  该气体遇空气变红棕色,溶液中Fe2+浓度和加入Fe粉的物质的量之间的关系如右图所示。则混合溶液中HNO3和Fe(NO3)3的物质的量浓度之比为__________。

(6)某同学将铁与水蒸气高温反应后的固体物质溶解在过量盐酸中,如何判断所得溶液中是否含有Fe3+? ___________________________________________________________。
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硫酸亚铁溶液中若含有少量的硫酸铜和硫酸铁,为除去这两种杂质,提纯硫酸亚铁,可向溶液中加人的物质是
A.锌粉B.镁粉C.铁粉 D.铝粉

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已知:2FeCl3+Cu=2FeCl2+CuCl2,向盛有氯化铁溶液的烧杯中同时加入铁粉和铜粉,反应结束后,不可能出现的结果是
A.烧杯中有铜无铁
B.烧杯中有铁无铜
C.烧杯中铁、铜都有
D.烧杯中铁、铜都无

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