Question

【题目】某小组同学在镁条与CuSO4溶液反应的实验中，除了观察到镁条上有红色物质析出，还观察到有无色无味气体产生及溶液中有沉淀生成。他们在查阅资料的基础上，针对以上实验现象进一步开展探究。

（查阅资料）

i. 氢氧化铜和碱式硫酸铜[Cu2(OH)2SO4]均难溶于水；在溶液pH < 2时，能与稀硫酸发生如下反应：

Cu(OH)2 + H2SO4 = CuSO4 + 2H2O

Cu2 (OH)2SO4 + H2SO4 = 2CuSO4 + 2H2O

ii. 镁、铜均能与浓硝酸反应：

Mg+4HNO3=Mg(NO3)2（溶液为无色）+2NO2↑（红棕色）+2H2O

Cu+4HNO3=Cu(NO3)2（溶液为蓝色）+2NO2↑（红棕色）+2H2O

（提出假设）

I．镁条上的红色物质是金属铜。

II．无色无味气体是_____。

III．溶液中生成的沉淀可能是氢氧化铜，也可能是碱式硫酸铜或二者的混合物。

（进行实验）

序号	实验操作	实验现象及数据	实验结论
1	取10 mL 10% CuSO4溶液于试管中，测定 溶液pH	pH 约为3.4	——
2	向实验1试管中加入足量打磨光亮的镁条	产生无色无味气体，镁条表面附着红色物质，溶液中出现沉淀
3	将实验2中得到的附着红色物质的镁条放入试管中，加入浓硝酸	_____	假设I成立
4	用小试管收集实验2中产生的气体，用拇指堵住集满气体的小试管管口，靠近酒精灯火焰，移开拇指	尖锐的爆鸣声，试管内壁有无色液滴	假设II成立
5	重复实验2，过滤、收集溶液中的沉淀，晾干，备用	——	——
6	取2支试管，分别标记为试管甲和试管乙，向试管甲中加入1 g_____，向试管乙中加入1 g_____；再分别向2支试管中加入5 g溶质的质量分数为10%的稀硫酸	试管甲中固体全部溶解，试管乙中仍有固体剩余	沉淀是碱式硫酸铜

（解释与结论）

（1）镁条与硫酸铜发生置换反应的化学方程式是_____。

（2）由实验1现象可知，CuSO4溶液呈_____（填“酸”“碱”或“中”）性。

（3）实验3中，观察到的现象是_____。

（4）根据实验4补全假设II：_____。

（5）试管甲、试管乙中加入的物质分别是_____、_____（填字母序号）。

A 氢氧化铜 B 实验5中得到的固体

（反思与评价）

（6）有同学认为根据实验6数据和现象得出“沉淀是碱式硫酸铜”结论不正确。正确的结论应为_____。

Answer 1

【答案】Mg+CuSO4=Cu+MgSO4 酸 附着红色物质的镁条溶解，溶液变为蓝色，产生红棕色气体 H2 B A 沉淀可能是碱式硫酸铜，也可能是碱式硫酸铜和氢氧化铜的混合物

【解析】

（1）镁条与硫酸铜发生置换反应生成硫酸镁和铜，化学方程式是Mg+CuSO4=MgSO4+Cu；（2）由实验1现象pH约为3.4，可以知道CuSO4溶液呈酸性；

（3）实验3中假设I成立，根据题中提供信息“镁、铜均能与浓硝酸反应生成红棕色NO2、硫酸铜、硫酸镁和水”，则可以观察到的现象是红色固体溶解，产生红棕色气体，溶液变成蓝色；

（4）用小试管收集实验2中产生的气体，用拇指堵住集满气体的小试管管口，靠近酒精灯火焰，移开拇指，会听到尖锐的爆鸣声，试管内壁有无色液滴，说明假设II是产生氢气；

（5）

试管甲、试管乙中加入的物质分别是实验5中得到的固体和氢氧化铜，故填：B、A。

（6）有同学认为根据实验6数据和现象得出“沉淀是碱式硫酸铜”结论不正确，因为沉淀可能是碱式硫酸铜，也可能是碱式硫酸铜和氢氧化铜的混合物。