Question

18．銅是常見的變價金屬．為了比較正一價銅和正二價銅的穩(wěn)定性，并研究氧化銅的氧化性，某化學小組的同學進行了以下實驗．
【實驗一】比較正一價銅和正二價銅的穩(wěn)定性．
取一定量的氫氧化銅固體，于坩堝中灼燒，當溫度達到80～100℃得到黑色固體粉末；繼續(xù)加熱至1000℃以上，黑色粉末全部變成紅色粉末氧化亞銅；取適量紅色氧化亞銅粉末于潔凈試管中，加入過量的稀硫酸，得到藍色溶液，同時觀察到試管底部還有紅色固體存在．
（1）從【實驗一】可得出的結論是高溫時，+1價的銅比+2價的銅穩(wěn)定，而溶液中，+2價的銅比+1價的銅穩(wěn)定．
（2）氫化亞銅（CuH）難溶于水，但能溶于稀硫酸并放出氫氣，寫出其反應的離子方程式Cu₂O+2H⁺=Cu+Cu²⁺+H₂O．
【實驗二】探究氧化銅的氧化性．
如圖裝置（夾持裝置未畫出），某種氣態(tài)烴（X）緩緩通過灼熱的氧化銅時，觀察到氧化銅由黑色變成了紅色，無水硫酸銅變成藍色，生成物中還有一種能使澄清石灰水變渾濁的氣體Y；將X通入灼熱的CuO燃燒管完全反應后，消耗0.01mol X，測得B裝置增重0.54g，并收集到0.88g氣體Y．
（3）X氣體的摩爾質量是32g/mol．
（4）C中發(fā)生反應的化學方程式為2CuO+N₂H₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2Cu+N₂↑+2H₂O．

Answer 1

分析 實驗一、取一定量制得的氫氧化銅固體，于坩堝中灼燒，當溫度達到80～100℃得到黑色固體粉末，繼續(xù)加熱至1000℃以上，黑色粉末全部變成紅色粉末氧化亞銅，說明高溫時，+1價的銅比+2價的銅穩(wěn)定，取適量紅色氧化亞銅粉末于潔凈試管中，加入過量的稀硫酸（或鹽酸），Cu₂O+2H⁺=Cu²⁺+Cu+H₂O得到藍色溶液，同時觀察到試管底部還有紅色固體存在，說明溶液中，+2價的銅比+1價的銅穩(wěn)定．
（1）根據信息：氫氧化銅固體，于坩堝中灼燒，當溫度達到80～100℃得到黑色固體粉末為氧化銅；繼續(xù)加熱至1000℃以上，黑色粉末全部變成紅色粉末氧化亞銅，說明高溫+1價銅穩(wěn)定；
（2）根據信息：紅色氧化亞銅粉末于潔凈試管中，加入過量的稀硫酸（或鹽酸），得到藍色溶液為+2價的銅鹽溶液，同時觀察到試管底部還有紅色固體存在為銅單質，據此書寫化學方程式；
實驗二、將X通入灼熱的CuO燃燒管完全反應后，生成物中還有一種能使澄清石灰水變渾濁的氣體Y應為二氧化碳，消耗0.01mol X，無水硫酸銅變成藍色，測得B裝置增重0.54g，即生成水0.03mol，并收集到0.88g氣體Y即0.02molCO₂，根據碳元素和氫元素守恒可知，某種氣態(tài)烴（X）為C₂H₆，
（3）根據原子守恒確定氣態(tài)氫化物的化學式，計算摩爾質量；
（4）根據實驗現象來書寫化學方程式；

解答 解：Ⅰ．問題1：鐵和銅都有變價，具有相似點，正二價鐵的穩(wěn)定性小于正三價的鐵，探究正一價銅的穩(wěn)定性是否也小于正二價的銅，解決問題取一定量制得的氫氧化銅固體，于坩堝中灼燒，當溫度達到80～100℃得到黑色固體粉末，繼續(xù)加熱至1000℃以上，黑色粉末全部變成紅色粉末氧化亞銅，說明高溫時，+1價的銅比+2價的銅穩(wěn)定，取適量紅色氧化亞銅粉末于潔凈試管中，加入過量的稀硫酸（或鹽酸），Cu₂O+2H⁺=Cu²⁺+Cu+H₂O得到藍色溶液，同時觀察到試管底部還有紅色固體存在，說明溶液中，+2價的銅比+1價的銅穩(wěn)定．
（1）根據信息：氫氧化銅固體，于坩堝中灼燒，當溫度達到80～100℃得到黑色固體粉末；繼續(xù)加熱至1000℃以上，黑色粉末全部變成紅色粉末氧化亞銅，根據在不同溫度下反應物的組成可確定物質的穩(wěn)定性，所以高于1000℃時Cu₂O比CuO穩(wěn)定，在溶液中：Cu₂O+2H⁺=Cu+Cu²⁺+H₂O，所以Cu²⁺比Cu⁺穩(wěn)定，
故答案為：高溫時，+1價的銅比+2價的銅穩(wěn)定，而溶液中，+2價的銅比+1價的銅穩(wěn)定；
（2）根據信息：紅色氧化亞銅粉末于潔凈試管中，加入過量的稀硫酸（或鹽酸），得到藍色溶液為+2價的銅鹽溶液，同時觀察到試管底部還有紅色固體為銅單質，Cu₂O中+1價的銅在酸性溶液中發(fā)生氧化還原反應：Cu₂O+2H⁺=Cu+Cu²⁺+H₂O，
故答案為：Cu₂O+2H⁺=Cu+Cu²⁺+H₂O；
實驗二、將X通入灼熱的CuO燃燒管完全反應后，生成物中還有一種能使澄清石灰水變渾濁的氣體Y應為二氧化碳，消耗0.01mol X，無水硫酸銅變成藍色，測得B裝置增重0.54g，即生成水0.03mol，并收集到0.88g氣體Y即0.02molCO₂，根據碳元素和氫元素守恒可知，某種氣態(tài)烴（X）為C₂H₆，
（3）根據上面的分析可知，X為C₂H₆，X氣體其摩爾質量為30g/mol，
故答案為：30g/mol；
（4）C中發(fā)生反應的化學方程式為C₂H₆和氧化銅反應：7CuO+C₂H₆$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$7Cu+2CO₂↑+3H₂O，
故答案為：7CuO+C₂H₆$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$7Cu+2CO₂↑+3H₂O．

點評 本題考查實驗探究和數據處理，做題時注意變價金屬氧化物的性質以及質量守恒定律計算物質的化學式．題目難度中等．