1 . 铜及其化合物在生产、生活中有广泛的应用。某研究性学习小组的同学对铜常见化合物的性 质和制备进行实验探究，研究的问题和过程如下：
I.探究不同价态铜的稳定性，进行如下实验：
（1）向Cu₂O中加适量稀硫酸，得到蓝色溶液和一种红色固体，该反应的离子方程式为：______。由此可知，在酸性溶液中，+2价Cu比+1价Cu更______(填“稳定”或“不稳定”)。
（2）将CuO粉末加热至1000℃以上完全分解成红色的Cu₂O粉末，该反应说明：在高温条件下，+1价的Cu比+2价Cu更________(填“稳定”或“不稳定”)。
II.制取硫酸铜（装置如图1）

（3）烧瓶内发生的主要反应的化学方程式为______(已知烧杯中反应：2NaOH+2NO₂=NaNO₃+NaNO₂+H₂O)
（4）图2是图1的改进装置，其中直玻璃管通入氧气的作用是________。

Ⅲ.探究用粗铜(含杂质Fe)按下述流程制备氯化铜晶体（CuCl₂•2H₂O）。

（5）实验室采用如图所示的装置，可将粗铜与Cl₂反应转化为固体l(部分仪器和夹持装置已略去)，有同学认为应在浓硫酸洗气瓶前增加吸收HCl的装置，你认为是否必要______(填“是”或“否”)，试剂x为______。

（6）将溶液2转化为CuCl₂•2H₂O的操作过程中，发现溶液颜色由蓝色变为绿色。已知：在氯化铜溶液中有如下转化关系：[Cu(H₂O)₄]²⁺(aq，蓝色)+4Cl^-(aq)CuCl₄^2-(aq，黄色)+4H₂O(l)，该小组同学取氯化铜晶体配制成蓝绿色溶液Y，进行如下实验，其中能够证明CuCl₂溶液中有上述转化关系的是______(填序号)(已知：较高浓度的CuCl₄^2-溶液呈绿色)。
a.将Y稀释，发现溶液呈蓝色
b.在Y中加入CuCl₂晶体，溶液变为绿色
c.在Y中加入NaCl固体，溶液变为绿色
d.取Y进行电解，溶液颜色最终消失
（7）若制得的CuCl₂•2H₂O晶体仍然含有较多杂质，则可采用_______（填方法名称）进行提纯。

2 . 固体A由3种元素组成，为研究其组成，设计如下实验：

已知：气体通过溴水后，溶液中生成两种强酸。请回答下列问题：
（1）写出固体E的化学式_______。       
（2）写出固体A在高温下隔绝空气反应的化学方程式_____________________。
（3）固体B与CO在高温下反应也可以生成D，试设计实验证明B是否反应完全：____。

3 . 室温下，某实验小组探究等量且表面积相同的镁条与硫酸铜溶液的反应。（注：反应前镁条用砂纸打磨除去表面氧化膜且镁条过量）

实验	操作	实验现象
Ⅰ	4mL 0.1mol/LCuSO4溶液（pH约为4.2）	1.有无色无味气体生成 2.镁条表面逐渐生成大量黑褐色膨松状不溶物 3.反应一段时间后，溶液逐渐变浑浊，有蓝绿色沉淀生成
Ⅱ	4mL 0.5mol/LCuSO4溶液（pH约为3.6）	1.有大量无色无味气体生成 2.镁条表面逐渐生成红褐色不溶物 3.反应一段时间后，溶液中逐渐有蓝绿色沉淀生成，镁条上红褐色物质脱落，有光亮的红色物质生成
Ⅲ		开始无明显现象，一段时间后产生微量无色无味气体

(1)实验Ⅰ中生成的无色无味气体的主要成分是________，产生原因是_________(用简单文字和离子方程式表示）。设计实验Ⅲ的目的是________。
(2)为了探究实验Ⅰ中黑褐色不溶物的成分，做实验Ⅳ。

实验	操作	实验现象
Ⅳ		1.加入浓盐酸后，沉淀部分溶解。溶液为黄色 2.多次洗涤后的残余固体加入浓硝酸，有大量红棕色气体生成，溶液变为蓝色

查阅资料：Cu₂O可溶于浓盐酸，得到黄色溶液。
经检测，黑褐色不溶物中含有Cu₂O，请解释Cu₂O产生的可能原因_________。由实验Ⅳ可以推测，黑褐色不溶物中还含有_______。残余固体加入浓硝酸时，反应的化学方程式是________。
(3)经X射线检测，蓝绿色沉淀中含Cu²⁺、SO₄^2-、OH^—。小组同学查阅资料：碱式硫酸铜【Cu₂(OH)₂SO₄】是一种绿色晶体，在水中溶解度极小，能溶于稀酸和氨水。据此对沉淀成分提出两种假设：
i．是【Cu₂(OH)₂SO₄】；
ii．是Cu(OH)₂和【Cu₂(OH)₂SO₄】的混合。
经检验，最终确定蓝绿色沉淀的成分是碱式硫酸铜。请设计实验证明假设i成立________。
(4)根据上述实验推断，镁与硫酸铜溶液产物的生成与__________有关。

4 . 某小组同学在实验室研究Al与CuCl₂溶液的反应．

实验操作	实验现象
	红色物质附着于铝片表面 大量无色气体从红色物质表面逸出，放出大量的热 烧杯底部出现白色沉淀

（1）现象中的红色物质是 ______ ．
（2）经检验现象中的无色气体为氢气．
①甲认为Al与H⁺反应产生了氢气，用离子方程式表示溶液中存在大量H⁺的原因 ______．
②氢气从红色物质表面逸出的原因是 ______ ．
（3）探究白色沉淀的化学成分．
查阅资料：Cu⁺可与浓氨水反应生成Cu(NH₃)₂⁺(无色)，该无色物质在空气中易被氧化变为蓝色．
乙认为白色沉淀可能是CuCl，并通过实验证明其猜测正确，实验步骤如下：
a.取白色沉淀，充分洗涤；
b.向其中加入浓氨水，沉淀溶解得到无色溶液，将无色溶液分为两份；
c.取其中一份无色溶液
d.将另一份无色溶液放置于空气中，一段时间后，溶液变为蓝色．
①步骤c的实验方案是 ______．
②用化学平衡移动原理解释CuCl溶于浓氨水的原因 ______．
（4）探究CuCl产生的原因．
①丙猜测可能是Cu与CuCl₂溶液反应生成了CuCl，因为Cu具有 ______性．
②取Cu粉与1mol/L CuCl₂溶液混合，无白色沉淀产生，丙再次分析Al与 CuCl₂溶液反应的实验现象，改进实验方案，证明了Cu与 CuCl₂溶液反应生成了CuCl，改进之处是 ______ ．

5 . 铜及其化合物在生产、生活中有广泛的应用。某研究性学习小组的同学对铜常见化合物的性质和制备进行实验探究，研究的问题和过程如下：
I.探究不同价态铜的稳定性
进行如下实验：
(1)向中加适量稀硫酸，得到蓝色溶液和一种红色固体，该反应的离子化学方程式为：__________。由此可知，在酸性溶液中，价Cu比+1价Cu更_______(填“稳定”或“不稳定”)。
(2)将粉末加热至以上完全分解成红色的粉末，该反应说明：在高温条件下，+1价的Cu比+2价Cu更_______(填“稳定”或“不稳定”)。
II.探究通过不同途径制取硫酸铜
(1)途径A：如下图
   
①杂铜(含少量有机物)灼烧后的产物除氧化铜还含少量铜，原因可能是___________(填字母代号)
a.该条件下铜无法被氧气氧化                    b.灼烧不充分，铜未被完全氧化
c.氧化铜在加热过程中分解生成铜            d.灼烧过程中部分氧化铜被还原
②测定硫酸铜晶体的纯度：
某小组同学准确称取4.0g样品溶于水配成100mL溶液，取10mL溶液于锥形瓶中，加适量水稀释，调节溶液pH=3~4，加入过量的KI，用标准溶液滴定至终点，共消耗标准溶液。上述过程中反应的离子方程式如下：。则样品中硫酸铜晶体的质量分数为_________________
(2)途径B：如下图
   
①烧瓶内可能发生反应的化学方程式为_______________ (已知烧杯中反应：)
②下图是上图的改进装置，其中直玻璃管通入氧气的作用是_____________________。
   
Ⅲ.探究用粗铜(含杂质Fe)按下述流程制备氯化铜晶体。
   
(1)实验室采用如下图所示的装置，可将粗铜与反应转化为固体l(部分仪器和夹持装置已略去)，
   
有同学认为应在浓硫酸洗气瓶前增加吸收的装置，你认为是否必要________(填“是”或“否”)
(2)将溶液2转化为的操作过程中，发现溶液颜色由蓝色变为绿色。
已知：在氯化铜溶液中有如下转化关系：[Cu(H₂O)₄]²⁺(aq，蓝色)+4Cl^-(aq) CuCl₄^2-(aq，黄色)+4H₂O(l)，该小组同学取氯化铜晶体配制成蓝绿色溶液Y，进行如下实验，其中能够证明溶液中有上述转化关系的是_____________(填序号)(已知：较高浓度的溶液呈绿色)。
a.将Y稀释，发现溶液呈蓝色
b.在Y中加入晶体，溶液变为绿色
c.在Y中加入固体，溶液变为绿色
d.取Y进行电解，溶液颜色最终消失
Ⅳ.探究测定铜与浓硫酸反应
取铜片和12mL18mol/L浓硫酸放在圆底烧瓶中共热，一段时间后停止反应，为定量测定余酸的物质的量浓度，某同学设计的方案是：在反应后的溶液中加蒸馏水稀释至1000mL，取20mL至锥形瓶中，滴入2~3滴甲基橙指示剂，用标准氢氧化钠溶液进行滴定(已知氢氧化铜开始沉淀的pH约为5)，通过测出消耗氢氧化钠溶液的体积来求余酸的物质的量浓度。假定反应前后烧瓶中溶液的体积不变，你认为该学生设计的实验方案能否求得余酸的物质的量浓度____________(填“能”或“不能”)，其理由是_____________。

6 . 某学习小组设计实验探究CuSO₄分解产物
Ⅰ．甲同学选择下列装置设计实验探究硫酸铜分解的气态产物SO₃、SO₂和O₂，并验证SO₂的还原性。
   
回答下列有关问题
（1）CuSO₄水溶液呈酸性，其原因是______________________（用离子方程式表示）。
（2）上述装置按气流从左至右排序为A、D、___________E、F（填代号）。
（3）装置D的作用是___________；能证明有SO₃生成的实验现象是___________。
（4）在实验过程中C装置中红色溶液逐渐变为无色溶液，说明A中分解产物有___________；待C中有明显现象后，F开始收集气体，F装置中集气瓶收集到了少量气体，该气体是___________（填化学式）。
（5）为了验证SO₂的还原性，取E装置中反应后的溶液于试管中，设计如下实验：
a 滴加少量的NH₄SCN溶液     b 滴加少量的K₃[Fe（CN）₆]溶液
c 滴加酸性KMnO₄溶液          d 滴加盐酸酸化的BaCl₂溶液
其中，方案合理的有___________（填代号），写出E装置中可能发生反应的离子方程式：_________。
Ⅱ．乙同学利用A中残留固体验证固体产物（假设硫酸铜已完全分解）
查阅资料知，铜有+2、+1价。Cu₂O在酸性条件下不稳定，发生反应：Cu₂O+2H⁺=Cu+Cu²⁺+H₂O。
（6）为了验证固体产物中是否有Cu₂O，设计了下列4种方案，其中能达到实验目的的是___________。
甲：取少量残留固体于试管，滴加足量的稀硝酸，观察溶液颜色是否变为蓝色
乙：取少量残留固体于试管，滴加足量的稀硫酸，观察溶液颜色是否变为蓝色
丙：取少量残留固体于试管，滴加足量的稀盐酸，观察是否有红色固体生成
丁：取少量残留固体于试管，通入氢气，加热，观察是否生成红色固体
（7）经检验CuSO₄分解生成CuO、Cu₂O、SO₃、SO₂和O₂，且CuO、Cu₂O的质量之比为5：9，SO₂、O₂、SO₃的体积之比（同温同压下测定）为4：3：2。写出CuSO₄分解的化学方程式：_______。

7 . 某学生研究小组欲探究CuSO₄溶液与Na₂CO₃溶液混合产生的蓝绿色沉淀组成，小组进行下列实验探究。
【提出假设】
假设1：沉淀为Cu(OH)₂
假设2：沉淀为________
假设3：沉淀为碱式碳酸铜[化学式可表示为nCuCO₃•mCu(OH)₂]
【查阅资料】无论是哪一种沉淀受热均易分解（假设均不含结晶水）。
【物质成分探究】
步骤1：将所得悬浊液过滤，用蒸馏水洗涤，再用无水乙醇洗涤。
步骤2：甲同学取一定量固体，用气密性良好的下图装置（夹持仪器未画出）进行定性实验。请回答下列问题：
   
（1）假设2中的沉淀为________________。
（2）假设1中沉淀为Cu(OH)₂的理论依据是____________________________________。
（3）无水乙醇洗涤的目的____________________________________________________。
（4）若反应后A中蓝绿色固体变黑，C中无明显现象，证明假设____（填写序号）成立。
（5）乙同学认为只要将上图中B装置的试剂改用_____________________试剂后，便可验证上述所有假设，装置D的作用是__________________________。
（6）乙同学更换B试剂后验证假设3成立的实验现象是_________________。
（7）在假设3成立的前提下，某同学考虑用Ba(OH)₂溶液代替C中澄清石灰水，测定蓝绿色固体的化学式，若所取蓝绿色固体质量为27.1g，实验结束后装置B的质量增加2.7g，C中的产生沉淀的质量为19.7g。则该蓝绿色固体的化学式为____________________。

8 . Cu₂O可用于制作船底防污漆，某学习小组探究制备Cu₂O的方法。
【查阅资料】① CuSO₄与Na₂SO₃溶液混合可制备Cu₂O。② Cu₂O为砖红色固体；酸性条件下生成Cu²⁺和Cu。
③ Cu₂O和Cu(SO₃)₂^3－可以相互转化 Cu₂OCu(SO₃)₂^3-(无色)   
(1)配制0.25 mol·L^－1CuSO₄溶液和0.25 mol·L^－1 Na₂SO₃溶液。测得CuSO₄溶液pH=4，Na₂SO₃溶液pH=9。用离子方程式表示CuSO₄溶液pH=4的原因_______。
(2)完成CuSO₄溶液和Na₂SO₃溶液反应制Cu₂O的离子方程式： ____Cu²⁺+ ____SO₃^2－+   ____ =____Cu₂O↓+ ____ + ____HSO₃^－
【实验探究】

操作	现象
	i 有黄色沉淀出现，随着 Na2SO3溶液的滴入，沉淀增加，当加到5 mL时，溶液的蓝色消失。 ii 将试管加热，黄色沉淀变为砖红色，有刺激性气味气体产生。 iii在加热条件下，继续滴入Na2SO3溶液，砖红色沉淀减少，当1加到10 mL时，沉淀完全溶解，得无色溶液。

(3)证明ii中砖红色沉淀是Cu₂O的实验方案是_______。
(4)经检验i中黄色沉淀含有Cu₂SO₃，ii中沉淀由黄色变砖红色的化学方程式是______。
(5)iii中砖红色沉淀消失的原因是_______。
(6)在加热条件下，若向2 mL 0.25 mol·L^－1Na₂SO₃溶液中滴加0.25 mol·L^－1CuSO₄溶液至过量，预期观察到的现象是_______。
(7)由上述实验得出结论：CuSO₄溶液和Na₂SO₃溶液反应制备Cu₂O，应控制的条件是_______、_______。

9 . 碱式氯化镁(MgOHCl)常用作塑料添加剂，工业上制备方法较多，其中利用氢氧化镁热分解氯化铵制氨气并得到碱式氯化镁的工艺属于我国首创。某中学科研小组根据该原理设计如下装置图进行相关实验，装置C中CuO的质量为8.0 g。

请回答下列问题：
（1）装置A中发生反应生成碱式氯化镁的化学方程式为：_____________________________。
（2）装置D中生成沉淀，发生反应的离子方程式为_________________________________。
（3）反应过程中持续通入N₂的作用有两点：一是: 将装置A中产生的氨气完全导出，二是:_______________________________。
（4）若测得碱石灰的质量增加了a g，则得到碱式氯化镁的质量为_______g。
（5）反应完毕，装置C中的氧化铜全部由黑色变为红色，称其质量为6.8 g，且生成的气体可直接排放到大气中，则红色固体是_______，该反应中转移电子的物质的量为_______mol。
（6）请你设计一个实验方案证明装置C中的氧化铜反应完全后得到的红色固体中含有氧化亚铜。已知：①Cu₂O＋2H^＋===Cu^2＋＋Cu＋H₂O
②限选试剂：2 mol·L^－1H₂SO₄溶液、浓硫酸、2 mol·L^－1HNO₃溶液、10 mol·L^－1 HNO₃溶液

实验步骤	预期现象和结论
步骤1：取反应后装置C中的少许固体于试管中
步骤2：____________	____________

10 . 某红色固体粉末样品可能含有Fe₂O₃和Cu₂O中的一种或两种，某校化学自主探究实验小组拟对其组成进行探究。
查阅资料：Cu₂O在酸性溶液中会发生反应：Cu₂O＋2H^＋===Cu＋Cu^2＋＋H₂O
探究一：用如图所示装置进行实验，回答下列问题：

(1)仪器组装完成后，夹好止水夹，___________________________________________，则说明装置A的气密性良好。
(2)装置A是氢气的发生装置，可以选用的药品是________(填选项)。
A．稀硫酸和锌片     B．稀硝酸和铁片       C．氢氧化钠溶液和铝片   D．浓硫酸和镁片
(3)从下列实验步骤中，选择正确的操作顺序：①________③(填序号)。
①打开止水夹
②熄灭C处的酒精喷灯
③C处冷却至室温后，关闭止水夹
④点燃C处的酒精喷灯
⑤收集氢气并验纯
⑥通入气体一段时间，排尽装置内的空气
探究二：
(4)取少量样品于试管中，加入适量的稀硫酸，若无红色物质生成，则说明样品中不含Cu₂O；此观点是否正确________(填“是”或“否”)，若填“否”，则原因是_________________________________(用离子方程式说明)；
另取少量样品于试管中，加入适量的浓硝酸，产生红棕色的气体，证明样品中一定含有__________，取少量反应后的溶液，加适量蒸馏水稀释后，滴加_____________________(填试剂和实验现象)，则可证明另一成分存在，反之，说明样品中不含该成分。
探究三：
(5)取一定量样品于烧杯中，加入足量的稀硫酸，若反应后经过滤得到固体3.2g，滤液中Fe^2＋有1.0mol，则样品中n(Cu₂O)＝________mol。