Question

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．
  （l）【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：
     Cu+2H₂SO₄（浓）CuSO₄+2H₂O+SO₂↑
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 Cu₂（OH）₂CO₃．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______ Cu+CO₂

Answer

本题能使同学们体会到实验探究的一般过程，通过实验分析可知：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，铜排在氢的后面；在Cu+2H2SO4（浓）CuSO4+2H2O+SO2↑中，铜元素的化合价由0价变为+2价；铜绿的主要成分为 Cu2（OH）2CO3，由此可以推测：铜“生锈”过程中，参与反应的物质是铜、氧气、水和二氧化碳共同作用的结果．氧化铜与一氧化碳在加热的条件下生成铜和二氧化碳，在高温下，氧化铜能分解成砖红色的氧化亚铜（Cu2O）和氧气，配平即可．由题目给出的信息可知，与流程I相比，流程Ⅱ的优点是：安全、环保等；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中第一步反应可以是：铜与硝酸银溶液反应生成硝酸铜和银，然后用硝酸铜制氢氧化铜．
【解析】
（1）通过实验分析可知：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，铜排在氢的后面；在Cu+2H2SO4（浓）CuSO4+2H2O+SO2↑中，铜元素的化合价有0价变为+2价；故答案为：氢；铜
（2）铜绿的主要成分为 Cu2（OH）2CO3，由此可以推测：铜“生锈”过程中，参与反应的物质是铜、氧气、水和二氧化碳共同作用的结果，故答案为：二氧化碳
（3）氧化铜与一氧化碳在加热的条件下生成铜和二氧化碳，在高温下，氧化铜能分解成砖红色的氧化亚铜（Cu2O）和氧气，配平即可；故答案为：CuO+COCu+CO2；4CuO2Cu2O+O2↑
（4）由题目给出的信息可知，与流程I相比，流程Ⅱ的优点是：安全、环保等；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中第一步反应可以是：铜与硝酸银溶液反应生成硝酸铜和银，然后用硝酸铜制氢氧化铜，故答案为：安全；环保；Cu+2AgNO3=Cu（NO3）2+2Ag；