Question

科研人员发现，一些化学反应在固体之间发生和在水溶液中发生，产物不同．铜合金是人类使用最早的金属材料，铜在化合物中的常见化合价有+l、+2．将CuCl₂?2H₂O晶体和NaOH固体混合研磨，生成物中有一黑色的固体A．A不溶于水，但可溶于稀硫酸生成蓝色溶液B．
（1）A的化学式为

 

；A不同于CuCl₂和NaOH在溶液中反应所得产物的可能原因是

 

．（2）在含0.02molB的溶液中加入适量氨水恰好完全反应，得到浅蓝色沉淀C和无色的溶液D；C溶于盐酸后，加入足量的BaCl₂溶液，生成2.33g白色沉淀；无色的溶液D中加入足量的NaOH，加热收集到无色有刺激性气味的气体E．
①通过计算确定C的化学式为

 

．
②E是

 

（填物质名称），E在标准状况下的体积为

 

mL．
（2）若向B中加过量氨水后再通入SO₂至微酸性，最终得到白色沉淀F和无色的溶液．分析知，F是不含结晶水的复盐，其部分元素的质量分数为：Cu 39.31%、S 19.84%、N 8.67%．
①通过计算确定F的化学式

 

．
②写出由B生成F的化学方程式

 

．
（3）将F与中等浓度的硫酸混合加热，会放出无色有刺激性气味的气体，析出紫红色沉淀，同时得到蓝色的溶液．写出该反应的化学方程式

 

．

Answer 1

考点：铜金属及其重要化合物的主要性质

专题：几种重要的金属及其化合物

分析：（1）氯化铜与氢氧化钠反应生成氢氧化铜，氢氧化铜分解生成氧化铜；研磨过程中产生大量的热能够使氢氧化铜分解；
（2）氧化铜溶于水生成B硫酸铜，含0.02molB硫酸铜与氨水反应，生成得到浅蓝色沉淀C和无色的溶液D，C溶于盐酸后，加入足量的BaCl₂溶液，生成2.33g白色沉淀，为硫酸钡沉淀，依据沉淀的量计算C中含有硫酸根离子的物质的量；无色的溶液D中加入足量的NaOH，加热收集到无色有刺激性气味的气体E，结合硫酸铜与氨水反应，可知E为氨气，则D中含有阴离子硫酸根离子；
（2）①依据F中各元素的质量分数计算各元素原子的个数之比，依据复盐的结构组成确定化学式；
②硫酸铜与氨水、二氧化硫反应生成亚硫酸铜铵、硫酸铵和水；
（3）由题意知道：Cu（NH₄）SO₃与中等浓度的硫酸混合加热，生成二氧化硫、铜、硫酸铜、硫酸铵和水，据此写出方程式．

解答： 解：（1）将CuCl₂?2H₂O晶体和NaOH固体混合研磨，氯化铜与氢氧化钠反应生成氢氧化铜，研磨过程中产生大量的热能够使氢氧化铜分解生成黑色固体A氧化铜，
故答案为：CuO；固相反应中放出的热量使Cu（OH）₂分解生成CuO；
（2）氧化铜溶于水生成B硫酸铜，含0.02molB硫酸铜与氨水反应，生成得到浅蓝色沉淀C和无色的溶液D，C溶于盐酸后，加入足量的BaCl₂溶液，生成2.33g白色沉淀，为硫酸钡沉淀，含有硫酸根离子的物质的量为：

2.33g

233g/mol

=0.01mol；
无色的溶液D中加入足量的NaOH，加热收集到无色有刺激性气味的气体E为氨气，无沉淀生成说明D中不含铜离子，C中铜离子的物质的量为0.02mol，
所以C中含有铜离子0.02mol，硫酸根离子0.01mol，依据电荷守恒可知C中还应含有0.02mol氢氧根离子，反应消耗0.02molNH₃?H₂O生成D硫酸铵为0.01mol，所以C为Cu₂（OH）₂SO₄；依据2NH₄⁺+2OH^-

△   .

2NH₃↑，0.01mol硫酸铵与足量氢氧化钠反应生成氨气0.02mol，标况下气体的体积为：0.02mol×22.4L/mol=0.448L，即448ml；
故答案为：①Cu₂（OH）₂SO₄；②氨气；448；
（2）①由题意知F是不含结晶水的复盐，其部分元素的质量分数为：Cu 39.31%、S 19.84%、N 8.67%，其原子个数之比n（Cu）：n（S）：n（N）=

39.31

64

：

19.84

32

：

8.67

14

=1：1：1，因为F为复盐，所以氢原子个数至少为4，则n（O）=3，所以F的化学式为：Cu（NH₄）SO₃；
故答案为：Cu（NH₄）SO₃；
②硫酸铜与氨水、二氧化硫反应生成亚硫酸铜铵、硫酸铵和水，化学方程式为：2CuSO₄+8NH₃?H₂O+3SO₂=2Cu（NH₄）SO₃+3（NH₄）₂SO₄+4H₂O；
故答案为：2CuSO₄+8NH₃?H₂O+3SO₂=2Cu（NH₄）SO₃+3（NH₄）₂SO₄+4H₂O；
（3）Cu（NH₄）SO₃与中等浓度的硫酸混合加热，生成二氧化硫、铜、硫酸铜、硫酸铵和水，化学方程式为：2Cu（NH₄）SO₃+2H₂SO₄

△   .

Cu+CuSO₄+2SO₂+（NH₄）₂SO₄+2H₂O；
故答案为：2Cu（NH₄）SO₃+2H₂SO₄

△   .

Cu+CuSO₄+2SO₂+（NH₄）₂SO₄+2H₂O．

点评：本题考查了铜及其化合物的性质，题目难度较大，侧重考查学生分析问题解决问题的能力，通过实验确定反应方程式为该题难点．