Question

某校化学研究性学习小组在学习了金属的知识后，探究Cu的常见化合物的性质。过程如下：

提出问题：

①在周期表中，Cu、Al位置接近，Cu不如Al活泼，Al(OH)3具有两性，Cu(OH)2也具有两性吗？

②通常情况下，Fe2＋的稳定性小于Fe3＋的，Cu＋的稳定性也小于Cu2＋的吗？

③CuO有氧化性，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、________(填试剂名称)，同时进行相关实验。

(2)解决问题②的实验步骤和现象如下：取98 g Cu(OH)2固体，加热至80～100℃时，得到 80 g黑色固体粉末，继续加热到1 000℃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72 g，A的化学式为________。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，则反应的离子方程式为___________________。

(3)为解决问题③，设计的实验装置如图所示(夹持及尾气处理装置未画出)：实验中观察到CuO变为红色物质。查资料可知，同时生成一种无污染的气体，该气体的化学式为

__________________________________________________。

实验结论：

(4)Cu(OH)2具有两性。证明Cu(OH)2具有两性的实验现象是_____________________。

(5)根据实验方案(2)，得出的Cu＋和Cu2＋稳定性大小的结论：高温时________；在酸性溶液中________。

(6)CuO能被NH3还原。

问题讨论：

有同学认为NH3与CuO反应后生成的红色物质是Cu，也有同学认为NH3与CuO反应后生成的红色物质是Cu和A的混合物。请你设计一个简单的实验方案验证NH3与CuO反应后生成的红色物质中是否含有A：__________________________________________________。

Answer 1

解析  (1)要探究Cu(OH)2是否具有两性，则需用NaOH与CuSO4反应生成Cu(OH)2，若Cu(OH)2能溶解在NaOH溶液中，说明Cu(OH)2具有酸性；若Cu(OH)2能溶解在稀硫酸(或稀盐酸)中，说明Cu(OH)2具有碱性，所以需要的试剂为NaOH溶液和稀H2SO4溶液(或稀盐酸)。

(2)98 g Cu(OH)2加热到80～100℃时发生分解反应生成80 g黑色的CuO，继续加热到1 000℃，80 g CuO变为72 g A，所以减少的8 g为氧元素的质量，所以72 g A中n(Cu)∶n(O)＝∶＝2∶1，所以A的化学式为Cu2O。Cu2O在稀H2SO4溶液中发生反应生成Cu、Cu2＋∶Cu2O＋2H＋===Cu＋Cu2＋＋H2O。

(3)CuO与NH3在加热条件下发生反应生成Cu、N2、H2O，所以无污染的气体为N2。

(4)Cu(OH)2既能溶解在稀H2SO4溶液(或稀盐酸)中，也能溶解在NaOH溶液中，证明Cu(OH)2具有两性。

(5)高温时，CuO能转化为Cu2O，说明高温时Cu2O比CuO稳定，则Cu＋比Cu2＋稳定。在酸性溶液中，Cu2O能转化为Cu2＋，说明Cu2＋比Cu＋稳定。

(6)根据(2)中所述A与稀H2SO4溶液反应的相关现象，则可设计出检验A的实验方案。

答案  (1)稀H2SO4溶液(或稀盐酸)、NaOH溶液

(2)Cu2O　Cu2O＋2H＋===Cu＋Cu2＋＋H2O　(3)N2

(4)Cu(OH)2既能溶于稀H2SO4溶液(或稀盐酸)，又能溶于NaOH溶液　(5)Cu＋比Cu2＋稳定　Cu2＋比Cu＋稳定　(6)取NH3与CuO反应后生成的红色物质少许，加入稀H2SO4溶液中，若溶液变为蓝色，说明红色物质中含有A，反之则无A