Question

【題目】某小組同學(xué)在鎂條與CuSO4溶液反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)中，除了觀察到鎂條上有紅色物質(zhì)析出，還觀察到有無(wú)色無(wú)味氣體產(chǎn)生及溶液中有沉淀生成。他們?cè)诓殚嗁Y料的基礎(chǔ)上，針對(duì)以上實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)一步開(kāi)展探究。

（查閱資料）

i. 氫氧化銅和堿式硫酸銅[Cu2(OH)2SO4]均難溶于水；在溶液pH < 2時(shí)，能與稀硫酸發(fā)生如下反應(yīng)：

Cu(OH)2 + H2SO4 = CuSO4 + 2H2O

Cu2 (OH)2SO4 + H2SO4 = 2CuSO4 + 2H2O

ii. 鎂、銅均能與濃硝酸反應(yīng)：

Mg+4HNO3=Mg(NO3)2（溶液為無(wú)色）+2NO2↑（紅棕色）+2H2O

Cu+4HNO3=Cu(NO3)2（溶液為藍(lán)色）+2NO2↑（紅棕色）+2H2O

（提出假設(shè)）

I．鎂條上的紅色物質(zhì)是金屬銅。

II．無(wú)色無(wú)味氣體是_____。

III．溶液中生成的沉淀可能是氫氧化銅，也可能是堿式硫酸銅或二者的混合物。

（進(jìn)行實(shí)驗(yàn)）

序號(hào)	實(shí)驗(yàn)操作	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象及數(shù)據(jù)	實(shí)驗(yàn)結(jié)論
1	取10 mL 10% CuSO4溶液于試管中，測(cè)定 溶液pH	pH 約為3.4	——
2	向?qū)嶒?yàn)1試管中加入足量打磨光亮的鎂條	產(chǎn)生無(wú)色無(wú)味氣體，鎂條表面附著紅色物質(zhì)，溶液中出現(xiàn)沉淀
3	將實(shí)驗(yàn)2中得到的附著紅色物質(zhì)的鎂條放入試管中，加入濃硝酸	_____	假設(shè)I成立
4	用小試管收集實(shí)驗(yàn)2中產(chǎn)生的氣體，用拇指堵住集滿氣體的小試管管口，靠近酒精燈火焰，移開(kāi)拇指	尖銳的爆鳴聲，試管內(nèi)壁有無(wú)色液滴	假設(shè)II成立
5	重復(fù)實(shí)驗(yàn)2，過(guò)濾、收集溶液中的沉淀，晾干，備用	——	——
6	取2支試管，分別標(biāo)記為試管甲和試管乙，向試管甲中加入1 g_____，向試管乙中加入1 g_____；再分別向2支試管中加入5 g溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的稀硫酸	試管甲中固體全部溶解，試管乙中仍有固體剩余	沉淀是堿式硫酸銅

（解釋與結(jié)論）

（1）鎂條與硫酸銅發(fā)生置換反應(yīng)的化學(xué)方程式是_____。

（2）由實(shí)驗(yàn)1現(xiàn)象可知，CuSO4溶液呈_____（填“酸”“堿”或“中”）性。

（3）實(shí)驗(yàn)3中，觀察到的現(xiàn)象是_____。

（4）根據(jù)實(shí)驗(yàn)4補(bǔ)全假設(shè)II：_____。

（5）試管甲、試管乙中加入的物質(zhì)分別是_____、_____（填字母序號(hào)）。

A 氫氧化銅 B 實(shí)驗(yàn)5中得到的固體

（反思與評(píng)價(jià)）

（6）有同學(xué)認(rèn)為根據(jù)實(shí)驗(yàn)6數(shù)據(jù)和現(xiàn)象得出“沉淀是堿式硫酸銅”結(jié)論不正確。正確的結(jié)論應(yīng)為_____。

Answer 1

【答案】Mg+CuSO4=Cu+MgSO4 酸 附著紅色物質(zhì)的鎂條溶解，溶液變?yōu)樗{(lán)色，產(chǎn)生紅棕色氣體 H2 B A 沉淀可能是堿式硫酸銅，也可能是堿式硫酸銅和氫氧化銅的混合物

【解析】

（1）鎂條與硫酸銅發(fā)生置換反應(yīng)生成硫酸鎂和銅，化學(xué)方程式是Mg+CuSO4=MgSO4+Cu；（2）由實(shí)驗(yàn)1現(xiàn)象pH約為3.4，可以知道CuSO4溶液呈酸性；

（3）實(shí)驗(yàn)3中假設(shè)I成立，根據(jù)題中提供信息“鎂、銅均能與濃硝酸反應(yīng)生成紅棕色NO2、硫酸銅、硫酸鎂和水”，則可以觀察到的現(xiàn)象是紅色固體溶解，產(chǎn)生紅棕色氣體，溶液變成藍(lán)色；

（4）用小試管收集實(shí)驗(yàn)2中產(chǎn)生的氣體，用拇指堵住集滿氣體的小試管管口，靠近酒精燈火焰，移開(kāi)拇指，會(huì)聽(tīng)到尖銳的爆鳴聲，試管內(nèi)壁有無(wú)色液滴，說(shuō)明假設(shè)II是產(chǎn)生氫氣；

（5）

試管甲、試管乙中加入的物質(zhì)分別是實(shí)驗(yàn)5中得到的固體和氫氧化銅，故填：B、A。

（6）有同學(xué)認(rèn)為根據(jù)實(shí)驗(yàn)6數(shù)據(jù)和現(xiàn)象得出“沉淀是堿式硫酸銅”結(jié)論不正確，因?yàn)槌恋砜赡苁菈A式硫酸銅，也可能是堿式硫酸銅和氫氧化銅的混合物。