某校化学研究性学习小组的同学在学习了金属的知识后.为了解Cu的常见化合物性质.运用类比学习的思想提出如下的问题.进行探究．请你协助该小组的同学完成下列研究．[提出问题]①Cu的金属活泼性小于Al.Al(OH)3具有两性.Cu(OH)2也具有两性吗?②通常情况下.+2价Fe的稳定性小于+3价Fe.+l价Cu的稳定性也小于+2价Cu吗?③Cu0能被H2.CO等� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

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某校化学研究性学习小组的同学在学习了金属的知识后，为了解Cu的常见化合物性质，运用类比学习的思想提出如下的问题，进行探究．请你协助该小组的同学完成下列研究．
【提出问题】
①Cu的金属活泼性小于Al，Al（OH）₃具有两性，Cu（OH）₂也具有两性吗？
②通常情况下，+2价Fe的稳定性小于+3价Fe，+l价Cu的稳定性也小于+2价Cu吗？
③Cu0能被H₂、CO等还原，也能被NH₃还原吗？
【实验方案】
（1）解决问题①需用到的药品有CuSO₄溶液、

（填试剂），同时进行相关实验．
（2）解决问题②的实验步骤和现象如下：取98gCu（OH）₂固体，加热至80℃～100℃时，得到黑色固体粉末，继续加热到1000℃以上，黑色粉末全部变成红色粉末A．冷却后称量，A的质量为72g．向A中加入适量的稀硫酸，得到蓝色溶液，同时观察到容器中还有红色固体存在．据此可推得，A的化学式为

．
（3）为解决问题③，设计的实验装置为（夹持及尾气处理装置未画出）：

实验中观察CuO变为红色物质，无水CuSO₄变蓝色．同时生成一种无污染的气体．
【实验结论】
（1）Cu（OH）₂具有两性．证明Cu（OH）₂具有两性的实验现象是

．
（2）根据“实验方案（2）”，得出的+1价Cu和+2价Cu稳定性大小的结论是①

；②

．
（3）CuO被NH₃还原．该反应的化学方程式为

；若“实验方案（2）”中98gCu（OH）₂固体，加热至80℃～100℃时，得到的黑色固体粉末全部被NH₃还原，此过程转移电子的物质的量为

mol．
【问题讨论】
有同学认为NH₃与Cu反应中生成的红色物质是Cu，也有同学认为NH₃与CuO反应中生成的红色物质是Cu和A的混合物．请你设计一个简单的实验检验NH₃与CuO反应中生成的红色物质中是否含有A

．

考点：性质实验方案的设计,铜金属及其重要化合物的主要性质

专题：实验设计题

分析：【实验方案】（1）证明氢氧化铜具有两性，需要用到强酸、强碱溶液；
（2）根据质量守恒计算A中含有1molCu，质量为64g，剩余为O元素，然后计算出Cu与O的物质的量之比；
【实验结论】（1）根据两性氢氧化物的性质来分析，如具有两性，Cu（OH）₂既能溶解于强酸，又能溶解于强碱；
（2）根据在不同温度下、在溶液中反应物的组成可确定物质的稳定性；
（3）根据“实验中观察CuO变为红色物质，无水CuSO₄变蓝色．同时生成一种无污染的气体”判断反应生成物，然后写出反应的化学方程式；根据反应方程式计算出转移电子的物质的量；
【问题讨论】A为Cu₂O，在酸性条件下不稳定，可加入酸进行检验．

解答： 解：【实验方案】（1）证明氢氧化铜是否具有两性，需要先用碱溶液与硫酸铜反应生成氢氧化铜，然后分别用强酸、强碱溶液检验，因此需要的试剂有：硫酸铜溶液、HCl溶液和NaOH溶液，
故答案为：HCl溶液、NaOH溶液；
（2）98g Cu（OH）₂固体的物质的量为1mol，解热分解生成的72g固体中含有Cu的质量为1mol，即64g，
则氧原子的质量为72g-64g=8g，n（O）=

16g/mol

=0.5mol，
则A中n（Cu）：n（O）=2：1，A的化学式为：Cu₂O，
故答案为：Cu₂O；
【实验结论】（1）根据氢氧化铝的两性知识可知，如果氢氧化铜具有两性，则Cu（OH）₂既能溶解于强酸，又能溶解于强碱，分别生成盐和水，
故答案为：Cu（OH）₂既能溶于盐酸，又能溶于NaOH溶液；
（2）80℃～100℃时，得到黑色固体粉末，为CuO，继续加热到1000℃以上，黑色粉末全部变成红色粉末，说明在较高温度时Cu₂O稳定；与酸反应生成硫酸铜和铜，说明在酸性条件下+2价的铜稳定，
故答案为：在高于1000℃时，+1价Cu比+2价Cu稳定；在溶液中+2价Cu比+1价Cu稳定；
（3）实验中观察CuO变为红色物质，该红色物质为铜；无水CuSO₄变蓝色，反应生成的水，同时生成一种无污染的气体，根据质量守恒及化合价变化情况可知该气体只能为氮气，所以反应的化学方程式为：3CuO+2NH₃

△

3Cu+N₂+3H₂O；
98gCu（OH）₂的物质的量为：

98g

98g/mol

=1mol，根据质量守恒定律和电子守恒，最终得到的铜的物质的量为1mol，需要得到2mol电子，即反应中转移了2mol电子，
故答案为：3CuO+2NH₃

△

3Cu+N₂+3H₂O；2；
【问题讨论】如含有Cu₂O，根据其与酸反应的现象可判断，方程式为：Cu₂O+H₂SO₄═Cu+CuSO₄+H₂O，溶液变蓝，而铜与稀硫酸不反应，所以检验方法为：取NH₃与CuO反应中生成的红色物质少许，加入稀H₂SO₄，若溶液出现蓝色，说明红色物质中含有A，反之则无，
故答案为：取NH₃与CuO反应中生成的红色物质少许，加入稀H₂SO₄，若溶液出现蓝色，说明红色物质中含有A，反之则无．

点评：本题考查物质性质实验方案的设计、铜及其化合物性质，题目难度较大，注意明确两性氢氧化物的性质以及质量守恒定律确定A的化学式的方法，试题知识点较多、综合性较强，是一道质量相当不错的题目，试题充分考查了学生的分析、理解能力及灵活应用所学知识解决实际问题的能力．

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