Question

【題目】銅是生活中常見(jiàn)的一種金屬，在生活、生產(chǎn)中有廣泛的應(yīng)用。

（1）如圖為銅元素在元素周期表中的信息，銅元素的原子序數(shù)為___；

（2）銅離子(Cu2＋)的核外電子數(shù)為____________；

（3）電氣工業(yè)上常用銅作電纜的內(nèi)芯，是利用銅具有良好的_____性；

（4）銅是一種不活潑的金屬，但銅制品長(zhǎng)期露置在潮濕空氣中，表面變綠色，即生成了“銅綠”（化學(xué)式：Cu2(OH)2CO3）。

某同學(xué)根據(jù)銅綠的成分Cu2(OH)2CO3作出猜想：金屬銅銹蝕的條件除有氧氣和水外，還必須有二氧化碳。為證明“必須有二氧化碳”，需要進(jìn)行如圖所示實(shí)驗(yàn)中的_____（選填實(shí)驗(yàn)編號(hào)甲、乙、丙、�。�

（5）某興趣小組以銹蝕嚴(yán)重的廢銅屑為原料（假設(shè)不含其他雜質(zhì)）制取純銅。如圖是興趣小組設(shè)計(jì)的兩種回收銅的實(shí)驗(yàn)方案：

查閱資料：Cu2(OH)2CO3+2H2SO4═2CuSO4+3H2O+CO2↑

（分析評(píng)價(jià)）

①步驟Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ都需要進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)操作是___________；

②步驟Ⅳ過(guò)程發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為__________________、_________________；

③同一份廢銅屑分別通過(guò)上述兩種方案最終得到的銅的質(zhì)量：方案一_____（填“＞”或“=”或“＜”）方案二。以上兩種方案中，方案二優(yōu)越于方案一，理由是________（答一點(diǎn)）。

（拓展探究）在方案一中，小明和小麗分別取24克氧化銅，用CO還原，小明得到19.2克紅色固體，小麗得到20.8克紅色固體。為什么兩人得到的紅色固體質(zhì)量不相等？

查閱資料：

Ⅰ．CO還原CuO時(shí)也可產(chǎn)生紅色的氧化亞銅（Cu2O）

Ⅱ．Cu2O+H2SO4（�。�=Cu+CuSO4+H2O

他們分析推斷：

④一致認(rèn)為________（填“小明”或“小麗”）的產(chǎn)物中肯定含有Cu2O；

⑤用CO還原4克CuO得到紅色固體a克，若紅色固體為Cu和Cu2O的混合物，則a的取值范圍為____________；

⑥可以用簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證紅色固體中是否有Cu2O，請(qǐng)簡(jiǎn)述操作、現(xiàn)象及結(jié)論：_____。

（6）我國(guó)約在南北朝時(shí)就開(kāi)始冶煉黃銅。黃銅是銅和鋅的合金（Cu-Zn），它可用來(lái)制造電器零件及日用品。為了測(cè)定某黃銅樣品中銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)（不考慮黃銅中的其他雜質(zhì)），現(xiàn)將30g稀鹽酸分三次加入到10g黃銅樣品粉末中，每次充分反應(yīng)后，測(cè)定本次生成氫氣的質(zhì)量，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)見(jiàn)表。試求：

	第一次	第二次	第三次
加入稀鹽酸的質(zhì)量（g）	10	10	10
本次生成氫氣的質(zhì)量（g）	0.04	m	0.02

①m=____________。

②此黃銅樣品中銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是多少_______？。

③稀鹽酸的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)是_______。

④在坐標(biāo)系中畫(huà)出生成氫氣總質(zhì)量與加入鹽酸質(zhì)量關(guān)系的圖像。______

Answer 1

【答案】29 27 導(dǎo)電性 甲丁 過(guò)濾 Fe + H2SO4 ==== FeSO4 + H2 ↑ Fe +CuSO4 ==== FeSO4 +Cu = 不需要加熱、操作簡(jiǎn)單(合理即可) 小麗 3.2g<a<3.6g 取樣加入適量稀硫酸，溶液變成藍(lán)色，則證明紅色固體中含有Cu2O 0.04 67.5% 14.6%

【解析】

（1）根據(jù)元素周期表中的信息知道，銅元素的原子序數(shù)為29；

（2）銅原子形成銅離子(Cu2＋)時(shí)，失去了兩個(gè)電子，所以銅離子(Cu2＋)的核外電子數(shù)為29-2=27；

（3）電氣工業(yè)上常用銅作電纜的內(nèi)芯，是利用銅具有良好的導(dǎo)電性。

（4）做對(duì)比實(shí)驗(yàn)必須控制變量，其中一個(gè)實(shí)驗(yàn)中有銅、水、氧氣、二氧化碳，該實(shí)驗(yàn)中銅銹蝕，另外一個(gè)實(shí)驗(yàn)中有銅、水、氧氣，該實(shí)驗(yàn)中無(wú)二氧化碳，銅沒(méi)有銹蝕，通過(guò)對(duì)比可知，二氧化碳是銅銹蝕的必要條件，故選甲、丁。

（5）分析評(píng)價(jià)：①通過(guò)過(guò)濾可將固體與液體分離，所以該實(shí)驗(yàn)操作是過(guò)濾。②溶液A中含有稀硫酸和硫酸銅溶液，加入過(guò)量鐵粉，發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為：Fe+H2SO4==FeSO4+H2↑、Fe+CuSO4==Cu+FeSO4 。③反應(yīng)前后各種元素的質(zhì)量相等，所以兩種實(shí)驗(yàn)方案反應(yīng)后得到銅的質(zhì)量相等。方案二不需要加熱、操作簡(jiǎn)單，并且無(wú)污染。

拓展探究：④氧化亞銅中含有氧元素，會(huì)使固體質(zhì)量偏大，故填“小麗”。⑤當(dāng)CuO完全被還原為Cu時(shí)，設(shè)生成Cu的質(zhì)量是x，

=，解得x=3.2g

當(dāng)CuO完全被還原為Cu2O時(shí)，設(shè)生成Cu的質(zhì)量是y。

=，解得y=3.6g

若紅色固體為Cu和Cu2O的混合物，則a的取值范圍為3.2g<a<3.6g

⑥Cu2O可與稀硫酸反應(yīng)生成藍(lán)色硫酸銅溶液，而銅與稀硫酸不反應(yīng)，所以取樣加入適量稀硫酸，如果溶液變成藍(lán)色，則證明紅色固體中含有Cu2O。

（6）第一次加入10g稀鹽酸生成0.04g氫氣，第三次加入10g稀鹽酸生成0.02g氫氣，說(shuō)明第二次加入稀鹽酸反應(yīng)后有鋅剩余，所以第二次加入10g稀鹽酸生成0.04g氫氣。①m=0.04。

②由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，一共生成氫氣的質(zhì)量是0.04g+0.04g+0.02g=0.1g，設(shè)此黃銅樣品中鋅的質(zhì)量是x。

=，解得x=3.25g

此黃銅樣品中銅的質(zhì)量為：10g-3.25g=6.75g

此黃銅樣品中銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：×100%=67.5%

③由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，10g稀鹽酸與足量的鋅反應(yīng)生成0.04g氫氣，設(shè)稀鹽酸的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)是z。

=，解得z=14.6%

④當(dāng)消耗10g稀鹽酸時(shí)生成0.04g氫氣，最多生成0.1g氫氣，根據(jù)數(shù)據(jù)分析知道，此時(shí)消耗稀鹽酸的質(zhì)量是25g。然后將點(diǎn)連接起來(lái)，即可得到氫氣總質(zhì)量與加入鹽酸質(zhì)量關(guān)系的圖像。