Question

（2013?泰州）某研究性學(xué)習(xí)小組在學(xué)習(xí)金屬鐵的知識(shí)后，為了解銅及其常見化合物的性質(zhì)，運(yùn)用類比的思想提出了如下問題，并進(jìn)行探究．請(qǐng)幫助完成下列有關(guān)研究并填寫有關(guān)空白．
  （l）【提出問題】
     ①鐵能與稀硫酸反應(yīng)產(chǎn)生氫氣，銅能嗎？銅與濃硫酸會(huì)發(fā)生反應(yīng)嗎？
     ②鐵在潮濕的空氣中易生銹，銅“生銹”需要什么條件？
     ③氧化鐵能夠被一氧化碳還原，氧化銅可以嗎？氧化銅能直接轉(zhuǎn)化為氫氧化銅嗎？氧化銅還有哪些性質(zhì)？
     ④有哪些途徑可以由銅逐步轉(zhuǎn)變?yōu)闅溲趸�銅？
  （2）【查閱資料與問題解決】
     ①銅不能與稀硫酸發(fā)生置換反應(yīng)，是因?yàn)樵诮饘倩顒?dòng)性順序表中，銅排在

氫

之后．
     銅能與濃硫酸發(fā)生反應(yīng)，其反應(yīng)方程式為：
     Cu+2H₂SO₄（濃）

△   .

CuSO₄+2H₂O+SO₂↑
此反應(yīng)中化合價(jià)升高的元素是

銅

．
②銅在潮濕的空氣中也能“生銹”形成銅綠，銅綠的主要成分為 Cu₂（OH）₂CO₃．由此可以推測：銅“生銹”過程中，參與反應(yīng)的物質(zhì)有銅、氧氣、水和

二氧化碳

．
③氧化銅可以在加熱的條件下被一氧化碳等還原成銅，其與一氧化碳反應(yīng)的化學(xué)方程式為

CuO+CO

△   .

Cu+CO₂

；氧化銅不能與水反應(yīng)生成氫氧化銅，但能與硫酸、鹽酸等發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)形成相應(yīng)的 銅鹽；在高溫下，氧化銅能分解成磚紅色的氧化亞銅（Cu₂O）和氧氣，反應(yīng)的化學(xué)方程式為

4CuO

高溫  .

2Cu₂O+O₂↑

．
④由銅轉(zhuǎn)化為氫氧化銅，從化學(xué)反應(yīng)的原理看，可以是流程 I：Cu

H2SO4(濃)

△

CuSO₄

NaOH溶液

Cu（OH₄）；
也可以是流程Ⅱ：
Cu

O2

△

CuO

H2SO4(稀)

CuSO₄

NaOH溶液

Cu（OH）₂；
與流程 I相比，流程Ⅱ的優(yōu)點(diǎn)是

安全

和

環(huán)保

．
還可以有更多的流程．若流程Ⅲ與流程 I 相比，也是兩步反應(yīng)，但第一步與銅反應(yīng)的
試劑不同，則流程Ⅲ中第一步反應(yīng)的化學(xué)方程式為

Cu+2AgNO₃=Cu（NO₃）₂+2Ag

．

Answer 1

分析：本題能使同學(xué)們體會(huì)到實(shí)驗(yàn)探究的一般過程，通過實(shí)驗(yàn)分析可知：銅不能與稀硫酸發(fā)生置換反應(yīng)，是因?yàn)樵诮饘倩顒?dòng)性順序表中，銅排在氫的后面；在Cu+2H₂SO₄（濃）

△   .

CuSO₄+2H₂O+SO₂↑中，銅元素的化合價(jià)由0價(jià)變?yōu)?2價(jià)；銅綠的主要成分為 Cu₂（OH）₂CO₃，由此可以推測：銅“生銹”過程中，參與反應(yīng)的物質(zhì)是銅、氧氣、水和二氧化碳共同作用的結(jié)果．氧化銅與一氧化碳在加熱的條件下生成銅和二氧化碳，在高溫下，氧化銅能分解成磚紅色的氧化亞銅（Cu₂O）和氧氣，配平即可．由題目給出的信息可知，與流程I相比，流程Ⅱ的優(yōu)點(diǎn)是：安全、環(huán)保等；若流程Ⅲ與流程I相比，也是兩步反應(yīng)，但第一步與銅反應(yīng)的試劑不同，則流程Ⅲ中第一步反應(yīng)可以是：銅與硝酸銀溶液反應(yīng)生成硝酸銅和銀，然后用硝酸銅制氫氧化銅．

解答：解：（1）通過實(shí)驗(yàn)分析可知：銅不能與稀硫酸發(fā)生置換反應(yīng)，是因?yàn)樵诮饘倩顒?dòng)性順序表中，銅排在氫的后面；在Cu+2H₂SO₄（濃）

△   .

CuSO₄+2H₂O+SO₂↑中，銅元素的化合價(jià)有0價(jià)變?yōu)?2價(jià)；故答案為：氫；銅
（2）銅綠的主要成分為 Cu₂（OH）₂CO₃，由此可以推測：銅“生銹”過程中，參與反應(yīng)的物質(zhì)是銅、氧氣、水和二氧化碳共同作用的結(jié)果，故答案為：二氧化碳
（3）氧化銅與一氧化碳在加熱的條件下生成銅和二氧化碳，在高溫下，氧化銅能分解成磚紅色的氧化亞銅（Cu₂O）和氧氣，配平即可；故答案為：CuO+CO

△   .

Cu+CO₂；4CuO

高溫  .

2Cu₂O+O₂↑
（4）由題目給出的信息可知，與流程I相比，流程Ⅱ的優(yōu)點(diǎn)是：安全、環(huán)保等；若流程Ⅲ與流程I相比，也是兩步反應(yīng)，但第一步與銅反應(yīng)的試劑不同，則流程Ⅲ中第一步反應(yīng)可以是：銅與硝酸銀溶液反應(yīng)生成硝酸銅和銀，然后用硝酸銅制氫氧化銅，故答案為：安全；環(huán)保；Cu+2AgNO₃=Cu（NO₃）₂+2Ag；

點(diǎn)評(píng)：實(shí)驗(yàn)探究題是近幾年中考的熱點(diǎn)之一，它包括實(shí)驗(yàn)方法和過程的探究，實(shí)驗(yàn)結(jié)論和實(shí)驗(yàn)規(guī)律的探究等．本題通過實(shí)驗(yàn)資料和實(shí)驗(yàn)分析，得到了正確的結(jié)論，屬于結(jié)論性探究．同學(xué)們要具體分析，綜合掌握．