Question

据媒体报道，2009年2月12日我外交部就法国佳士得公司拍卖我圆明园兔首和鼠首两件文物（如图1），发表严正声明：中国对其拥有不可置疑的所有权．这两件文物均为青铜器，其表面呈绿色，查阅资料得知，这是铜
器长期暴露在空气中生成了铜绿[Cu₂（OH）₂CO₃]，铜绿不稳定，受热易分解．

（1）根据铜绿的组成，可以推测铜绿的形成是铜与

 

（填化学式）作用的结果．
（2）除题目中已有的说明，请再写出铜绿的一种物理性质和一种化学性质：物理性质：

 

，化学性质：

 

．
（3）为了探究铜绿的性质，小王同学从其它铜器上刮下适量铜绿，放入图2装置中，加热后，可以观
察到的现象有

 

．
（4）小李同学偶然发现一腐蚀严重的金属片表面呈绿色，但从其硬度和重量估计不是铜片，小李查阅资料后猜测其为一种铝合金（主要含铝、铜以及少量镁）．请你设计一个实验验证该金属片中含铝和铜，写出简要的操作步骤、预期现象及结论．（仪器和试剂不限）

操作步骤	预期现象及结论

Answer 1

考点：性质实验方案的设计

专题：实验设计题

分析：（1）铜器长期暴露在空气中生成了铜绿[Cu₂（OH）₂CO₃]，碳元素来自空气中二氧化碳，氢元素来自空气中水蒸汽，氧元素来自二氧化碳和氧气；
（2）铜绿能在空气中存在，故应难溶于水，铜绿属于碱式碳酸盐，应能和酸反应；
（3）铜绿不稳定，受热分解为氧化铜、二氧化碳和水，二氧化碳遇澄清石灰水变浑浊；
（4）铝和碱反应，铜不和碱反应，但铜可与稀硝酸反应，据此设计实验方案．

解答： 解：（1）铜器长期暴露在空气中生成了铜绿[Cu₂（OH）₂CO₃]，碳元素来自空气中二氧化碳，氢元素来自空气中水蒸汽，氧元素来自二氧化碳和氧气；
故答案为：O₂、H₂O、CO₂；
（2）铜绿能在空气中存在，故应难溶于水，铜绿属于碱式碳酸盐，应能和酸反应；
故答案为：难溶于水；可溶于酸；
（3）铜绿不稳定，受热分解为氧化铜、二氧化碳和水，二氧化碳遇澄清石灰水变浑浊，故看到的现象为：
固体由绿色变成黑色，大试管口有水珠凝结，导管口有气泡冒出，澄清石灰水变浑浊；
故答案为：固体由绿色变成黑色，大试管口有水珠凝结，导管口有气泡冒出，澄清石灰水变浑浊；
（4）铝和碱反应，把金属片放在氢氧化钠溶液中应有气泡产生，过滤后，向滤液中加入盐酸应出现先沉淀后溶解的现象，反应方程式为：2Al+2H₂O+2NaOH=2NaAlO₂+3H₂↑，NaAlO₂+HCl+H₂O═Al（OH）₃↓+NaCl、Al（OH）₃+3HCl=AlCl₃+3H₂O；过滤后滤渣为铜，加入稀硝酸，发生反应：3Cu+2NO₃^-+8H⁺=3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O；
故看到现象为：固体全部溶解，有无色刺激性气体产生并很快变成红棕色，溶液显蓝色，加NaOH溶液后有蓝色沉淀产生，证明含铜；
故答案为：

操作步骤	预期现象及结论
1、剪一小块金属片放入试管A中，加入足量的NaOH溶液，充分反应后过滤，得滤渣1和滤液1．	金属片大部分溶解得到无色溶液，有气泡产生，初步证明含铝；
2、取少量滤液1于试管B中，逐滴滴加盐酸至过量．	先有白色沉淀生成后沉淀又溶解，证明含铝；
3、取滤渣1于试管C中，加入足量盐酸，充分反应后过滤，洗涤，得滤渣2和滤液2．	固体部分溶解，溶液可能呈蓝色，剩余固体为红色，初步证明含铜；
4、取滤渣2于试管D中，加入稀硝酸，再滴加NaOH溶液．	固体全部溶解，有无色刺激性气体产生并很快变成红棕色，溶液显蓝色，加NaOH溶液后有蓝色沉淀产生，证明含铜．

（另一思路：先酸溶，过滤，滤渣验铜，滤液加入过量碱液，再过滤后加酸验铝．）

点评：本题考查了铜绿成分的检验的实验方案的设计，中等难度，注意结合题给信息解答，设计铝合金的检验时要从铝既能和酸反应又能和碱反应去设计，可有不同的思路．