Question

（2013?泰州）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．
  （l）【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

氫

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

銅

．
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）₂CO₃．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

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+CO

△   .

Cu+CO₂

；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

4CuO

高溫  .

2Cu₂O+O₂↑

．
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：Cu

H2SO4(濃)

△

CuSO₄

NaOH溶液

Cu（OH₄）；
也可以是流程Ⅱ：
Cu

O2

△

CuO

H2SO4(稀)

CuSO₄

NaOH溶液

Cu（OH）₂；
與流程 I相比，流程Ⅱ的優點是

安全

和

環保

．
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

Cu+2AgNO₃=Cu（NO₃）₂+2Ag

．

Answer 1

分析：本題能使同學們體會到實驗探究的一般過程，通過實驗分析可知：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，銅排在氫的后面；在Cu+2H₂SO₄（濃）

△   .

CuSO₄+2H₂O+SO₂↑中，銅元素的化合價由0價變為+2價；銅綠的主要成分為 Cu₂（OH）₂CO₃，由此可以推測：銅“生銹”過程中，參與反應的物質是銅、氧氣、水和二氧化碳共同作用的結果．氧化銅與一氧化碳在加熱的條件下生成銅和二氧化碳，在高溫下，氧化銅能分解成磚紅色的氧化亞銅（Cu₂O）和氧氣，配平即可．由題目給出的信息可知，與流程I相比，流程Ⅱ的優點是：安全、環保等；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中第一步反應可以是：銅與硝酸銀溶液反應生成硝酸銅和銀，然后用硝酸銅制氫氧化銅．

解答：解：（1）通過實驗分析可知：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，銅排在氫的后面；在Cu+2H₂SO₄（濃）

△   .

CuSO₄+2H₂O+SO₂↑中，銅元素的化合價有0價變為+2價；故答案為：氫；銅
（2）銅綠的主要成分為 Cu₂（OH）₂CO₃，由此可以推測：銅“生銹”過程中，參與反應的物質是銅、氧氣、水和二氧化碳共同作用的結果，故答案為：二氧化碳
（3）氧化銅與一氧化碳在加熱的條件下生成銅和二氧化碳，在高溫下，氧化銅能分解成磚紅色的氧化亞銅（Cu₂O）和氧氣，配平即可；故答案為：CuO+CO

△   .

Cu+CO₂；4CuO

高溫  .

2Cu₂O+O₂↑
（4）由題目給出的信息可知，與流程I相比，流程Ⅱ的優點是：安全、環保等；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中第一步反應可以是：銅與硝酸銀溶液反應生成硝酸銅和銀，然后用硝酸銅制氫氧化銅，故答案為：安全；環保；Cu+2AgNO₃=Cu（NO₃）₂+2Ag；

點評：實驗探究題是近幾年中考的熱點之一，它包括實驗方法和過程的探究，實驗結論和實驗規律的探究等．本題通過實驗資料和實驗分析，得到了正確的結論，屬于結論性探究．同學們要具體分析，綜合掌握．