Question

某化学研究性学习小组探究与铜有关的物质的性质，过程设计如下：

提出猜想：

问题1：在元素周期表中，铜与铝的位置很接近，氢氧化铝具有两性，氢氧化铜有两性吗？

问题2：铁和铜都有变价，一般情况下，Fe²⁺的稳定性弱于的Fe³⁺，Cu⁺的稳定性也弱于Cu²⁺吗？

问题3：硫酸铜溶液呈蓝色，铜与浓硝酸常温下反应生成的溶液也是蓝色吗？

实验探究：

Ⅰ.解决问题1：

（1）实验需配制100mL0.50mol•L^-1CuSO₄溶液，必需的玻璃仪器有胶头滴管、烧杯、___、___。

（2）为达到目的，某同学认为只要进行两次实验即可得出结论。请写出实验②的具体内容。

①向盛有CuSO₄溶液的试管中滴加NaOH溶液至过量，观察生成的Cu(OH)₂沉淀是否溶解；

②___。

Ⅱ.解决问题2的实验和现象如下：

①取一定量制得的氢氧化铜固体，于坩埚中灼烧，当温度达到80～100℃时得到黑色固体粉末；继续加热至1000℃以上，黑色粉末全部变成红色粉末氧化亚铜；

②取适量红色氧化亚铜粉末于洁净试管中，加入过量的稀硫酸，得到蓝色溶液，同时观察到试管底部还有红色固体存在。根据以上实验及现象回答下列问题：

（3）写出氧化亚铜与稀硫酸反应的离子方程式：___。

（4）从实验中可得出的结论：当温度在1000℃以上时___(填Cu²⁺或Cu⁺，下同)稳定，在酸性溶液中___稳定。

Ⅲ.解决问题3，某同学设计的实验如下：

取一铜片装入试管，加入适量的浓硝酸，观察溶液的颜色变化。

（5）另一同学认为此同学设计的实验有缺陷，原因是___。

（6）铜与浓硝酸反应溶液呈绿色，有同学认为这是生成的NO₂溶于其中的原因。请设计实验说明此解释是否正确(只需要写出一种方法即可)。___

实验步骤	实验结论

Answer

玻璃棒 100mL容量瓶 取实验①中所得沉淀，滴加稀硫酸(或稀盐酸等)至过量，观察沉淀是否溶解 Cu2O+2H+=Cu+Cu2++H2O Cu+ Cu2+ 产生NO2气体，污染环境

实验步骤

实验结论

向反应后的溶液中通入足量空气

若溶液变蓝，则假设成立

【解析】

(1)根据配制一定物质的量浓度溶液的步骤，确认需要的玻璃仪器都有哪些，得出结果；

(2)问题1是氢氧化铜是否是两性氢氧化物，既能与酸反应，又能与碱反应，因此第2步是向沉淀中加入稀硫酸，观察沉淀是否溶解；

(3)根据实验现象进行分析，得出反应得到Cu和Cu2＋；

(4)根据信息①完成；

(5)铜和浓硝酸反应生成NO2，NO2有毒，污染环境；

(6)向反应后的溶液中通入足量的空气，NO2和O2反应生成硝酸，据此分析。

(1)配制 溶液还需要容量瓶和玻璃棒。

(2)两性是指既能与酸反应，又能与碱反应，所以还需进行的实验是与酸的反应，实验具体内容为取实验中所得沉淀，滴加稀硫酸或稀盐酸等至过量，观察沉淀是否溶解。

(3)溶液变蓝说明有生成，红色固体是Cu，结合得失电子守恒和元素守恒可得反应的离子方程式：。

(4)由题目信息可知受热分解先生成CuO，继续加热后生成，即在高温下更稳定。在酸性条件下会发生歧化反应，所以在酸性条件下更稳定。

(5)浓硝酸与铜反应生成的有毒气体会污染环境。

(6)设计实验的目的是除去，而向反应后的溶液中通入空气即可将除去：。