Question

【題目】銅是生活中常見的一種金屬，在生活、生產中有廣泛的應用。

（1）如圖為銅元素在元素周期表中的信息，銅元素的原子序數(shù)為___；

（2）銅離子(Cu2＋)的核外電子數(shù)為____________；

（3）電氣工業(yè)上常用銅作電纜的內芯，是利用銅具有良好的_____性；

（4）銅是一種不活潑的金屬，但銅制品長期露置在潮濕空氣中，表面變綠色，即生成了“銅綠”（化學式：Cu2(OH)2CO3）。

某同學根據(jù)銅綠的成分Cu2(OH)2CO3作出猜想：金屬銅銹蝕的條件除有氧氣和水外，還必須有二氧化碳。為證明“必須有二氧化碳”，需要進行如圖所示實驗中的_____（選填實驗編號甲、乙、丙、丁）

（5）某興趣小組以銹蝕嚴重的廢銅屑為原料（假設不含其他雜質）制取純銅。如圖是興趣小組設計的兩種回收銅的實驗方案：

查閱資料：Cu2(OH)2CO3+2H2SO4═2CuSO4+3H2O+CO2↑

（分析評價）

①步驟Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ都需要進行的實驗操作是___________；

②步驟Ⅳ過程發(fā)生反應的化學方程式為__________________、_________________；

③同一份廢銅屑分別通過上述兩種方案最終得到的銅的質量：方案一_____（填“＞”或“=”或“＜”）方案二。以上兩種方案中，方案二優(yōu)越于方案一，理由是________（答一點）。

（拓展探究）在方案一中，小明和小麗分別取24克氧化銅，用CO還原，小明得到19.2克紅色固體，小麗得到20.8克紅色固體。為什么兩人得到的紅色固體質量不相等？

查閱資料：

Ⅰ．CO還原CuO時也可產生紅色的氧化亞銅（Cu2O）

Ⅱ．Cu2O+H2SO4（稀）=Cu+CuSO4+H2O

他們分析推斷：

④一致認為________（填“小明”或“小麗”）的產物中肯定含有Cu2O；

⑤用CO還原4克CuO得到紅色固體a克，若紅色固體為Cu和Cu2O的混合物，則a的取值范圍為____________；

⑥可以用簡單的實驗驗證紅色固體中是否有Cu2O，請簡述操作、現(xiàn)象及結論：_____。

（6）我國約在南北朝時就開始冶煉黃銅。黃銅是銅和鋅的合金（Cu-Zn），它可用來制造電器零件及日用品。為了測定某黃銅樣品中銅的質量分數(shù)（不考慮黃銅中的其他雜質），現(xiàn)將30g稀鹽酸分三次加入到10g黃銅樣品粉末中，每次充分反應后，測定本次生成氫氣的質量，實驗數(shù)據(jù)見表。試求：

	第一次	第二次	第三次
加入稀鹽酸的質量（g）	10	10	10
本次生成氫氣的質量（g）	0.04	m	0.02

①m=____________。

②此黃銅樣品中銅的質量分數(shù)是多少_______？。

③稀鹽酸的溶質質量分數(shù)是_______。

④在坐標系中畫出生成氫氣總質量與加入鹽酸質量關系的圖像。______

Answer 1

【答案】29 27 導電性 甲丁 過濾 Fe + H2SO4 ==== FeSO4 + H2 ↑ Fe +CuSO4 ==== FeSO4 +Cu = 不需要加熱、操作簡單(合理即可) 小麗 3.2g<a<3.6g 取樣加入適量稀硫酸，溶液變成藍色，則證明紅色固體中含有Cu2O 0.04 67.5% 14.6%

【解析】

（1）根據(jù)元素周期表中的信息知道，銅元素的原子序數(shù)為29；

（2）銅原子形成銅離子(Cu2＋)時，失去了兩個電子，所以銅離子(Cu2＋)的核外電子數(shù)為29-2=27；

（3）電氣工業(yè)上常用銅作電纜的內芯，是利用銅具有良好的導電性。

（4）做對比實驗必須控制變量，其中一個實驗中有銅、水、氧氣、二氧化碳，該實驗中銅銹蝕，另外一個實驗中有銅、水、氧氣，該實驗中無二氧化碳，銅沒有銹蝕，通過對比可知，二氧化碳是銅銹蝕的必要條件，故選甲、丁。

（5）分析評價：①通過過濾可將固體與液體分離，所以該實驗操作是過濾。②溶液A中含有稀硫酸和硫酸銅溶液，加入過量鐵粉，發(fā)生反應的化學方程式為：Fe+H2SO4==FeSO4+H2↑、Fe+CuSO4==Cu+FeSO4 。③反應前后各種元素的質量相等，所以兩種實驗方案反應后得到銅的質量相等。方案二不需要加熱、操作簡單，并且無污染。

拓展探究：④氧化亞銅中含有氧元素，會使固體質量偏大，故填“小麗”。⑤當CuO完全被還原為Cu時，設生成Cu的質量是x，

=，解得x=3.2g

當CuO完全被還原為Cu2O時，設生成Cu的質量是y。

=，解得y=3.6g

若紅色固體為Cu和Cu2O的混合物，則a的取值范圍為3.2g<a<3.6g

⑥Cu2O可與稀硫酸反應生成藍色硫酸銅溶液，而銅與稀硫酸不反應，所以取樣加入適量稀硫酸，如果溶液變成藍色，則證明紅色固體中含有Cu2O。

（6）第一次加入10g稀鹽酸生成0.04g氫氣，第三次加入10g稀鹽酸生成0.02g氫氣，說明第二次加入稀鹽酸反應后有鋅剩余，所以第二次加入10g稀鹽酸生成0.04g氫氣。①m=0.04。

②由實驗數(shù)據(jù)可知，一共生成氫氣的質量是0.04g+0.04g+0.02g=0.1g，設此黃銅樣品中鋅的質量是x。

=，解得x=3.25g

此黃銅樣品中銅的質量為：10g-3.25g=6.75g

此黃銅樣品中銅的質量分數(shù)為：×100%=67.5%

③由實驗數(shù)據(jù)可知，10g稀鹽酸與足量的鋅反應生成0.04g氫氣，設稀鹽酸的溶質質量分數(shù)是z。

=，解得z=14.6%

④當消耗10g稀鹽酸時生成0.04g氫氣，最多生成0.1g氫氣，根據(jù)數(shù)據(jù)分析知道，此時消耗稀鹽酸的質量是25g。然后將點連接起來，即可得到氫氣總質量與加入鹽酸質量關系的圖像。