某研究性学习小组在学习金属铁的知识后，为了解铜及其常见化合物-优题课

题文

某研究性学习小组在学习金属铁的知识后，为了解铜及其常见化合物的性质，运用类比的思想提出了如下问题，并进行探究。请帮助完成下列有关研究并填写有关空白。
（1）【提出问题】
①铁能与稀硫酸反应产生氢气，铜能吗？铜与浓硫酸会发生反应吗？
②铁在潮湿的空气中易生锈，铜"生锈"需要什么条件？
③氧化铁能够被一氧化碳还原，氧化铜可以吗？氧化铜能直接转化为氢氧化铜吗？氧化铜还有哪些性质？
④有哪些途径可以由铜逐步转变为氢氧化铜？
（2）【查阅资料与问题解决】
①铜不能与稀硫酸发生置换反应，是因为在金属活动性顺序表中，铜排在之后。铜能与浓硫酸发生反应，其反应方程式为： $C u + 2 H_{2} S O_{4} (浓) \overset{△}{=} C u S O_{4} + 2 H_{2} O + S O_{2}$ ↑此反应中化合价升高的元素是。
②铜在潮湿的空气中也能"生锈"形成铜绿，铜绿的主要成分为 $C u_{2} (O H)_{2} C O_{3}$ 。由此可以推测：铜"生锈"过程中，参与反应的物质有铜、氧气、水和。
③氧化铜可以在加热的条件下被一氧化碳等还原成铜，其与一氧化碳反应的化学方程式为；氧化铜不能与水反应生成氢氧化铜，但能与硫酸、盐酸等发生复分解反应形成相应的铜盐；在高温下，氧化铜能分解成砖红色的氧化亚铜( $C u_{2} O$ )和氧气，反应的化学方程式为。
④由铜转化为氢氧化铜，从化学反应的原理看，可以是流程I： $C u \to_{△}^{H_{2} S O_{4} (浓)} C u S O_{4} \overset{N a O H 溶液}{\to} C u (O H)_{2}$

也可以是流程II： $C u \to_{△}^{O_{2}} C u O \overset{H_{2} S O_{4} (稀)}{\to} C u S O_{4} \overset{N a O H 溶液}{\to} C u (O H)_{2}$
与流程I相比，流程Ⅱ的优点是和。还可以有更多的流程。若流程Ⅲ与流程I相比，也是两步反应，但第一步与铜反应的试剂不同，则流程Ⅲ中第一步反应的化学方程式为。

科目化学题型探究题难度较难

知识点：实验探究物质的组成成分以及含量

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相关试题

为探究Al、Fe、Cu三种金属的活动性顺序，有甲、乙、丙三位同学设计了如下方案：
（1）甲同学将金属分别放入盛有盐酸的3支试管中。根据铜加入盐酸中无变化，
现象，判断出Al>Fe>Cu。
（2）乙同学只用一支试管，只取一次盐酸也能证明Al>Fe>Cu，他在盐酸中插入金属的顺序
是Fe。
（3）丙同学只调整了乙同学插入盐酸中金属的顺序，也能得到正确结论。丙同学调整金属
的顺序为。
【拓展应用】在CuCl₂和AlCl₃的混合溶液中加入一定量的铁粉，充分反应后过滤，向滤出的固体中加入盐酸，无明显现象，则滤液中一定含有的溶质是。

(7分)某化学兴趣小组的同学将一枚洁净的铁钉放入食盐水中(如图，装置气密性良好)，一段时间后，进行观察。请你一起参与分析，并完成后续实验设计。

[观察现象]①装置中右侧导管中的液面升高。
②铁钉生锈，试管底部有黑色固体物质。
[提出问题]导管中液体为何升高？黑色固体物质又是什么？
[理论分析]小组同学根据已学过的知识分析得知，液面上升的原因是。
[猜想与假设]小组中的小明同学猜测该黑色固体可能含有：①Fe、②Fe₂O₃、③FeCl₃、④C
四种物质。
[分析与验证]小组同学根据小明的四种猜测做了以下分析：
⑴小红同学认为不可能含有氯化铁，该结论得到小组同学的认可，理由是。
⑵小强同学认为一定含有碳，该结论也得到小组同学的认可，理由是。
⑶小组同学不能确定是否含有铁，请人帮他们设计方案进行确认：

实验中学的小春和小玲同学在张老师的指导下，对呼吸作用是否产生CO₂气体进行探究。请你一同参与：
【提出问题】人呼出的气体中是否含有CO₂气体？
【设计方案并实验】
小春：在试管中加入2 mL蒸馏水，用玻璃导管向其中吹气，未发现明显现象。
小玲：在试管中加入2 mL澄清石灰水，用玻璃导管向其中吹气，溶液变浑浊。
【解释与结论】小玲的实验结果证实了呼出的气体中含有CO₂气体，其方案中的实验
原理可用符号表达式表示为___________________________________。
【评价与反思】小春的实验若继续进行，也能得到与小玲相同的结论。请你帮助设计后续方案：实验操作为_________________________________________________；实验现象是________________________________________________________。

有 $N a O H$ 和 $N a_{2} C O_{3}$ 混合物l8.6g。为测定其中 $N a O H$ 的质量，将固体溶于水，并逐渐加入稀硫酸至100g时，开始产生气体；再加入稀硫酸至100g时，不再产生气体，生成气体共4.4g(提示： $N a_{2} C O_{3} + H_{2} S O_{4} = N a_{2} S O_{4} + C O_{2} ↑ + H_{2} O$ )

(1)在图28中画出产生气体的质量与所加稀硫酸质量的关系曲线。
(2)求混合物中 $N a O H$ 的质量是多少?
(3)所用稀硫酸的溶质质量分数是多少？

在查阅资料时，小明得知 $C O_{2}$ 在高温条件下能与木炭反应生成 $C O$ 。他决定对该反应进行探究。
[提出问题] $C O_{2}$ 与木炭在高温条件下反应是否生成 $C O$ ?
[实验探究]小胡设计了如图的实验方案，并进行实验。

(1) $A$ 中用石灰石与稀盐酸反应生成 $C O_{2}$ ，反应的化学方程式为。
(2) $B$ 中装有饱和碳酸氢钠溶液，其作用是除去 $C O_{2}$ 气体中混有的少量 $H C l$ 气体。 $C$ 中装有浓硫酸。其作用是。
(3) $E$ 中装入氢氧化钠溶液的作用是。
[实验结论]经检验 $F$ 处的气体为 $C O$ 。结论： $C O_{2}$ 在高温条件下与木炭反应生成了 $C O$ 。
[实验反思] (4)有同学对 $A$ 装置作如下改进：在锥形瓶中放入一小试管，将长颈漏斗下端插入小试管中。改进后的优点是。
[实验拓展] (5)撤去 $B$ ，按 $A \to C \to D \to E$ 顺序连接。然后 $A$ 中用二氧化锰和过氧化氢溶液混合生成 $O_{2}$ ，反应的化学方程式为。此时要检验该实验条件下 $D$ 中木炭所发生反应的生成物，还需要补充和完善的实验是。

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