Question

氫氧化銅固體受熱分解能得到兩種氧化物，一種為固體，另一種是無色液體．某化學活動小組為確定這種固體產物是什么，進行了如下探究活動．
[假設]：生成的固體產物 
①可能是氧化亞銅（Cu₂O）（紅色）；
②可能是

 

．
[設計實驗]：小明用氫氧化鈉溶液與硫酸銅溶液
反應制得氫氧化銅，放入試管中，使其在加熱條件下分解（如圖），觀察到藍色粉末逐漸變成黑色．
請指出儀器名稱：a

 

，b

 

．
[推測結論]：猜想

 

成立．
[形成結論]：寫出氫氧化銅受熱分解的化學方程式：

 

．
[查閱資料]知：（1）此黑色固體可用氫氣還原，則小明選擇下列

 

裝置進行實驗；
（2）已知Cu₂O有如下性質：Cu₂O+H₂SO₄═Cu+CuSO₄+H₂O，在用氫氣還原黑色固體后得到的銅中常混有少量Cu₂O，取此Cu和Cu₂O的
混合物共10g放入足量的稀硫酸中充分反應，過濾得9.5g固體，則此混合物中Cu₂O的質量分數為

 

．
[拓展與思考]：小華也用氫氧化鈉溶液與硫酸銅溶液反應，但得到的沉淀不呈藍色，而是淺綠色的；他又將此濁液加熱直至沸騰，觀察不到有分解變黑的跡象．為什么？小華查找資料得知，該淺綠色沉淀物是溶解度極小的堿式硫酸銅，其化學式為Cu₄（OH）₆SO₄，同時還生成硫酸鈉；此淺綠色沉淀能與酸反應，形成藍色溶液．則堿式硫酸銅中銅元素的化合價為

 

，請幫小華寫出生成淺綠色沉淀的有關反應的化學方程式：

 

．
小華想設計一個實驗，證明該淺綠色沉淀中含有硫酸根，于是將沉淀過濾、洗滌，把沉淀再溶解在足量的無色溶液A中，取所得溶液滴加無色溶液B，若有大量白色沉淀生成，則表示原淺綠色沉淀中有SO₄^2-，試推測：
（1）無色溶液A的化學式是

 

，無色溶液B的化學式是

 

；
（2）寫出產生白色沉淀的化學方程式

 

．

Answer 1

分析：[假設]：根據銅的氧化物考慮；要熟記常見儀器的名稱；根據生成的氧化物的顏色考慮；根據方程式的寫法考慮氫氧化銅分解的方程式；根據氫氣的可燃性容易發生爆炸，來考慮裝置的選擇；根據固體由氧化亞銅變為銅質量的減少量，計算出氧化亞銅的質量，再算質量分數，[拓展與思考]：根據方程式的寫法考慮生成淺綠色沉淀的方程式；（1）根據溶解沉淀需要用酸反應考慮；根據硫酸根離子的檢驗方法考慮加入的試劑；（2）根據生成硫酸鋇沉淀需要鋇離子與硫酸根離子反應，寫方程式．

解答：解：銅有兩個價態：+1價或+2價，所以銅的化合物可以是氧化銅；
[設計實驗]：直接用于給固體加熱的儀器是試管；給物質提供熱源的儀器是酒精燈；
[推測結論]：觀察到藍色粉末逐漸變成黑色，所以銅的氧化物是黑色，氧化銅是黑色固體，所以猜想②正確；
[查閱資料]：（1）因為氫氣具有還原性和可燃性，可燃性氣體與氧氣混合（或空氣混合）容易發生爆炸，所以反應前要先通入氫氣，把裝置內空氣排凈，所以試管口不能堵住；
（2）由Cu₂O+H₂SO₄═Cu+CuSO₄+H₂O可知固體質量的減少量就是因為由Cu₂O變成Cu的緣故，設參加反應的Cu₂O質量為X則：
Cu₂O+H₂SO₄═Cu+CuSO₄+H₂O
144         64       質量減少80
 X                   質量減少10g-9.5g=0.5g
根據：

144

80

=

X

0.5g

解得X=0.9g所以混合物中Cu₂O的質量分數為：

0.9g

10g

×100%=9%；
設銅元素化合價為Y由Cu₄（OH）₆SO₄可知：Y×4+（-1）×6+（-2）=0解得Y=+2價；
[拓展與思考]：生成淺綠色沉淀的反應的反應物是氫氧化鈉和硫酸銅，生成物是堿式硫酸銅和硫酸鈉，用觀察法配平，在
堿式硫酸銅后面標上沉淀符號；
（1）溶解沉淀需要用酸，所以A可以是硝酸或鹽酸，但不能用硫酸，因為需要驗證是否含有硫酸根離子；硫酸根離子的檢驗方法是加入可溶性的鋇離子溶液，可以是氯化鋇或硝酸鋇；
（2）生成硫酸鋇沉淀的方程式是利用可溶性硫酸鹽與可溶性鋇離子溶液反應，可以是硫酸銅與硝酸鋇反應，生成物是硫酸鋇沉淀和硝酸銅，硫酸鋇后面標上沉淀符號；也可以是硫酸銅與氯化鋇反應，生成物是硫酸鋇沉淀和氯化銅，硫酸鋇后面標上沉淀符號．
故答案為：[假設]：②可能是氧化銅[設計實驗]：①試管；②酒精燈；[推測結論]：②；[形成結論]：Cu（OH）₂

△   .

CuO+H₂O[查閱資料]（1）A　　（2）9%；
[拓展與思考]：+2；6NaOH+4CuSO₄=Cu₄（OH）₆SO₄↓+3Na₂SO₄
（1）A是HNO₃（或HCl）　B是Ba（NO₃）₂（或BaCl₂）
（2）CuSO₄+Ba（NO₃）₂=Cu（NO₃）₂+BaSO₄↓　或　CuSO₄+BaCl₂=CuCl₂+BaSO₄↓

點評：解答本題關鍵是要知道固體質量的減少量就是因為由Cu₂O變成Cu的緣故，再根據差值法，進行計算，要知道不溶于硝酸的白色沉淀有：硫酸鋇沉淀和氯化銀沉淀．