Question

某研究性學習小組在學習金屬鐵的知識后，為了解銅及其常見化合物的性質，運用類比的思想提出了如下問題，并進行探究。請幫助完成下列有關研究并填寫有關空白。

（1）【提出問題】

①鐵能與稀硫酸反應產生氫氣，銅能嗎？銅與濃硫酸會發生反應嗎？

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？氧化銅能直接轉化為氫氧化銅嗎？氧化銅還有哪些性質？

④有哪些途徑可以由銅逐步轉變為氫氧化銅？

（2）【查閱資料與問題解決】

①銅不能與稀硫酸發生置換反應，是因為在金屬活動性順序表中，銅排在              之后。 銅能與濃硫酸發生反應，其反應方程式為： Cu+2H2SO4（濃）CuSO4+2H2O+SO2↑此反應中化合價升高的元素是             。

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)2 CO3。由此可以推測：銅“生銹”過程中，參與反應的物質有銅、氧氣、水和              。

③氧化銅可以在加熱的條件下被一氧化碳等還原成銅，其與一氧化碳反應的化學方程式為 ；氧化銅不能與水反應生成氫氧化銅，但能與硫酸、鹽酸等發生復分解反應形成相應的銅鹽；在高溫下，氧化銅能分解成磚紅色的氧化亞銅(Cu2O)和氧氣，反應的化學方程式為              。

④由銅轉化為氫氧化銅，從化學反應的原理看，可以是流程I：

也可以是流程II：

與流程I相比，流程Ⅱ的優點是              和                。

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，但第一步與銅反應的

試劑不同，則流程Ⅲ中第一步反應的化學方程式為               。

 

Answer 1

【答案】

  ①氫．銅．

②二氧化碳．

③　CuO+COCu+CO₂； 4CuO2Cu₂O+O₂↑．

④安全、環保．

Cu+2AgNO₃=Cu（NO₃）₂+2Ag

【解析】

試題分析：（2）①在金屬活動性順序表中排在氫后面的金屬不能與硫酸發生置換反應生成氫氣。

在反應“Cu+2H₂SO₄（濃） △ CuSO₄+2H₂O+SO₂↑”中銅元素的化合價由反應前的零價升高為反應后的+2價。

②銅綠的主要成分為Cu₂ (OH)₂ CO₃，其中含有銅、氧、氫、碳等元素。所以銅“生銹”過程中，參與反應的物質除有銅、氧氣、水之外，還應該有一種含碳元素且空氣中含有的物質—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，其與一氧化碳反應的化學方程式為：CuO+COCu+CO₂；

在高溫下，氧化銅能分解成磚紅色的氧化亞銅(Cu₂O)和氧氣，反應的化學方程式為：4CuO2Cu₂O+O₂↑．

④流程Ⅱ使用的是稀硫酸，與流程I使用濃硫酸相比的優點有：安全（濃硫酸的強腐蝕性）、環保（濃硫酸與銅反應生成的二氧化硫會造成空氣污染）。

流程Ⅲ中第一步與銅反應的物質應為在金屬活動性表中排在銅后面的金屬的鹽溶液，即硝酸銀。所以反應的化學方程式為：Cu+2AgNO₃=Cu（NO₃）₂+2Ag

考點：科學探究

點評：本題結合科學探究考查了質量守恒定律、金屬的化學性質、實驗方案的設計等知識點。