Question

（2014屆江蘇省宜興市第一學期期末試題）小明發現家中一枚戒指生滿了銅綠，他和同學利用這枚戒指展開了研究性學習。
［查閱資料］
①真金在空氣中不會生銹，生滿銅綠的“金戒指”材質為銅鋅合金；
②銅長期露置在潮濕的空氣中能生成銅綠，其主要成分是堿式碳酸銅[Cu₂(OH)₂CO₃]，堿式碳酸銅受熱易分解生成CuO、H₂O和CO₂。據上述資料可推知，堿式碳酸銅由        種元素組成。
［實驗探究］
將該枚生滿銅綠的戒指加入過量稀鹽酸中，有氣泡產生，溶液由無色逐漸變為藍綠色。
（1）小明認為：氣體中除了含有CO₂外，還可能含有的氣體是           。產生該氣體的化學反應方程式為                       。
（2）小華認為藍綠色溶液中除含有氯化鋅外，還應該含有      、     。他取適量上述藍綠色溶液，加入光亮的鐵片，觀察到了現象：①         ，②        ，從而證實了自己的觀點。
（3）小娟取適量新制的FeCl₂溶液，加入鋅粒，一段時間后，溶液顏色變淺。發生反應的化學方程式為                         。結合小華的實驗可推知：鐵、鋅、銅三種金屬的活動性由弱到強的順序是            。
（4）小明想進一步探究“金戒指”中銅元素的質量分數，取一枚同材質的“金戒指”，稱得質量為3.8g。在老師的指導下，將“金戒指”經濃硝酸氧化、堿化等步驟處理后，最終得到純凈的氧化銅，稱得質量仍然為3.8g（實驗過程中銅元素損失忽略不計）。則“金戒指”中銅元素的質量分數是多少？（寫出計算過程）

Answer 1

[査閱資料]②4    [實驗探究](1)H₂     Zn +2HCl =ZnCl₂ +H₂↑ (2) CuCl₂  HCl (答案可互換) ①有氣泡產生②有紅色物質析出（溶液顔色變淺）（答案可互換）
(3) Zn+FeCl₂ ====ZnCl₂+Fe    Cu、Fe、Za      (4) 80%

試題分析：堿式碳酸銅受熱易分解生成CuO、H₂O和CO₂，依據質量守恒定律化學反應前后元素的種類不變可知，堿式碳酸銅由C、H、O、Cu四種元素組成，
(1)由于生滿銅綠的“金戒指”材質為銅鋅合金，鋅能與鹽酸反應生成氫氣：Zn +2HCl =ZnCl₂ +H₂↑，
故還可能含有的氣體是氫氣；
(2)溶液變為藍色，說明溶液中含有銅離子，即含有氯化銅；加入的是過量稀鹽酸，那么還含有鹽酸; 鐵能和氯化銅溶液發生置換反應生成銅和氯化亞鐵，還能和鹽酸反應生成氫氣，故現象為有紅色物質析出、有氣泡產生；
(3)    FeCl₂溶液中加入鋅粒，由于鋅比鐵的金屬性更強，故能把鐵置換出來：Zn+FeCl₂ ====ZnCl₂+Fe ，結合鐵能把銅置換可知它們的活動性順序是：Cu<Fe<Zn ,
(4)CuO中Cu% = 64/(64+16)×100% =80%
3.8gCuO 中 m(Cu) =3.8g× 80%=3.04g
據Cu元素守恒知：3.8g “金戒指”中m (Cu) ="3.04g" “金戒指”中 Cu%=3.04g/3.8g×100%=80%