Question

某校化学研究性学习小组的同学在学习了金属的知识后，为了解Cu的常见化合物性质，运用类比学习的思想提出

某校化学研究性学习小组的同学在学习了金属的知识后，为了解Cu的常见化合物性质，运用类比学习的思想提出如下的问题，进行探究．请你协助该小组的同学完成下列研究．【提出问题】①Cu的金属活泼性小于Al，Al（OH）3具有两性，Cu（OH）2也具有两性吗？②通常情况下，+2价Fe的稳定性小于+3价Fe，+1价Cu的稳定性也小于+2价Cu吗？③CuO能被H2、CO等还原，也能被NH3还原吗？【实验方案】（1）解决问题①需用到的药品有CuSO4溶液、______（填试剂），同时进行进行相关实验．（2）解决问题②的实验步骤和现象如下：取98gCu（OH）2固体，加热至80℃～100℃时，得到黑色固体粉末，继续加热到1000℃以上，黑色粉末全部变成红色粉末A．冷却后称量，A的质量为72g．向A中加入适量的稀硫酸，得到蓝色溶液，同时观察到容器中还有红色固体存在．据此可推得，A的化学式为______．（3）为解决问题③，设计的实验装置为（夹持及尾气处理装置装置未画出）：实验中观察到CuO变为红色物质，无水CuSO4变蓝色．同时生成一种无污染的气体．【实验结论】（1）Cu（OH）2具有两性．证明Cu（OH）2具有两性的实验现象是______．（2）根据“实验方案（2）”，得出的+1价Cu和+2价Cu稳定性大小的结论是______；______．（3）CuO能被NH3还原．该反应的化学方程式为3CuO+2NH3 △ . 3Cu+N2+3H2O3CuO+2NH3 △ . 3Cu+N2+3H2O．【问题讨论】（4）有同学认为NH3与CuO反应中生成的红色物质是Cu，也有同学认为NH3与CuO反应中生成的红色物质是Cu和A的混合物．请你设计一个简单的实验检验NH3与CuO反应中生成的红色物质中是否含有A______．

Answer 1

【实验方案】（1）证明氢氧化铜是否具有两性，需要先用碱溶液与硫酸铜反应生成氢氧化铜，然后分别用强酸、强碱溶液检验，因此需要的试剂有：硫酸铜溶液、HCl溶液和NaOH溶液，
故答案为：HCl溶液、NaOH溶液；
（2）98g Cu（OH）₂固体的物质的量为1mol，解热分解生成的72g固体中含有Cu的质量为1mol，即64g，
则氧原子的质量为72g-64g=8g，n（O）=

8g

16g/mol

=0.5mol，
则A中n（Cu）：n（O）=2：1，A的化学式为：Cu₂O，
故答案为：Cu₂O；
【实验结论】（1）根据氢氧化铝的两性知识可知，如果氢氧化铜具有两性，则Cu（OH）₂既能溶解于强酸，又能溶解于强碱，分别生成盐和水，
故答案为：Cu（OH）₂既能溶于盐酸，又能溶于NaOH溶液；
（2）80℃～100℃时，得到黑色固体粉末，为CuO，继续加热到1000℃以上，黑色粉末全部变成红色粉末，说明在较高温度时Cu₂O稳定；与酸反应生成硫酸铜和铜，说明在酸性条件下+2价的铜稳定，
故答案为：在高于1000℃时，+1价Cu比+2价Cu稳定；在溶液中+2价Cu比+1价Cu稳定；
（3）实验中观察CuO变为红色物质，该红色物质为铜；无水CuSO₄变蓝色，反应生成的水，同时生成一种无污染的气体，根据质量守恒及化合价变化情况可知该气体只能为氮气，所以反应的化学方程式为：3CuO+2NH₃

△   .

3Cu+N₂+3H₂O；
故答案为：3CuO+2NH₃

△   .

3Cu+N₂+3H₂O；
【问题讨论】如含有Cu₂O，根据其与酸反应的现象可判断，方程式为：Cu₂O+H₂SO₄═Cu+CuSO₄+H₂O，溶液变蓝，而铜与稀硫酸不反应，所以检验方法为：取NH₃与CuO反应中生成的红色物质少许，加入稀H₂SO₄，若溶液出现蓝色，说明红色物质中含有A，反之则无，
故答案为：取NH₃与CuO反应中生成的红色物质少许，加入稀H₂SO₄，若溶液出现蓝色，说明红色物质中含有A，反之则无；