小明发现家中一枚戒指生满了铜绿,他和同学利用这枚戒指展开了研究性学习。 [查阅资料] ①真金在空气中不会生锈,生满铜绿的“金戒指”材质为铜锌合金; ②铜长期露置在潮湿的空气中能生成铜绿,其主要成分是碱式碳酸铜[Cu2(OH)2CO3], 碱式碳酸铜受热易分解生成CuO、H2O和CO2。据上述资料可推知,碱式碳酸铜 由 种元素组成。 [实验探究] 将该枚生满铜绿的戒指加入过量稀盐酸中,有气泡产生,溶液由无色逐渐变为蓝绿色。 (1)小明认为:气体中除了含有CO2外,还可能含有的气体是 。产生该气体的化学反应方程式为 。 (2)小华认为蓝绿色溶液中除含有氯化锌外,还应该含有 、 。他取适量上述蓝绿色溶液,加入光亮的铁片,观察到了现象:① ,② ,从而证实了自己的观点。 (3)小娟取适量新制的FeCl2溶液,加入锌粒,一段时间后,溶液颜色变浅。发生反应的化学方程式为 。结合小华的实验可推知:铁、锌、铜三种金属的活动性由弱到强的顺序是 。 (4)小明想进一步探究“金戒指”中铜元素的质量分数,取一枚同材质的“金戒指”, 称得质量为3.8g。在老师的指导下,将“金戒指”经浓硝酸氧化、碱化等步骤处 理后,最终得到纯净的氧化铜,称得质量仍然为3.8g(实验过程中铜元素损失忽 略不计)。则“金戒指”中铜元素的质量分数是多少?(写出计算过程) |
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[实验探究]
(1)H2 Zn+2HCl=ZnCl2+H2↑
(2)CuCl2 HCl(可互换)
①有气泡产生 ②有红色物质析出(溶液颜色变浅)(可互换)
(3)Zn+FeCl2=ZnCl2+Fe Cu、Fe、Zn(或Cu<Fe<Zn)
(4)80%
碱式碳酸铜受热易分解生成CuO、H2O和CO2,依据质量守恒定律化学反应前后元素的种类不变可知,碱式碳酸铜由C、H、O、Cu 四种元素组成;
由于生满铜绿的“金戒指”材质为铜锌合金,锌能与盐酸反应生成氢气:Zn+2HCl=ZnCl2+H2↑,故还可能含有的气体是氢气;
溶液变为蓝色,说明溶液中含有铜离子,即含有氯化铜;加入的是过量稀盐酸,那么还含有盐酸;铁能和氯化铜溶液发生置换反应生成铜和氯化亚铁,还能和盐酸反应生成氢气,故现象为有红色物质析出、有气泡产生;
FeCl2溶液中加入锌粒,由于锌比铁的金属性更强,故能把铁置换出来:Zn+FeCl2=ZnCl2+Fe ,结合铁能把铜置换可知它们的活动性顺序是:
Cu<Fe<Zn ;
(4)CuO中Cu%=64/(64+16)×100%=80%
3.8gCuO中m(Cu)=3.8g×80%=3.04g
据Cu元素守恒知:3.8g“金戒指”中m(Cu)=3.04g
“金戒指”中Cu%=3.04g/3.8g×100%=80%
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