2019届一轮复习人教版第12讲　铜及其重要化合物、金属材料学案

2019届一轮复习人教版第12讲　铜及其重要化合物、金属材料学案

第12讲　铜及其重要化合物、金属材料 一、铜及其化合物 ‎1．铜的性质 ‎(1)物理性质：铜是紫红色金属，具有良好的导电性、导热性和延展性。‎ ‎(2)化学性质 写出图中有关反应的化学方程式或离子方程式：‎ ‎①2Cu＋O2＋CO2＋H2O===Cu2(OH)2CO3‎ ‎②2Cu＋SCu2S ‎2．氧化铜和氧化亚铜 ‎3．氢氧化铜 ‎(1)物理性质：蓝色不溶于水的固体。‎ ‎(2)化学性质及应用 ‎4．CuSO4·5H2O CuSO4·5H2O为蓝色晶体，俗称蓝矾、胆矾。无水CuSO4为白色粉末，遇水变蓝色(生成CuSO4·5H2O)，可作为水的检验依据。‎ 无水CuSO4只能作为水的检验试剂，但不能作为水蒸气的吸收试剂而用于除杂。‎ 二、金属材料 ‎1．合金 ‎2．常见金属材料 ‎(1)黑色金属材料——钢铁。‎ ‎①钢是用量最大，用途最广的合金。‎ ‎(2)有色金属材料——铜和铝。‎ ‎①我国使用最早的合金是青铜，常见的铜合金有黄铜和白铜。‎ ‎②铝合金。‎ ‎3．金属矿物的开发利用 ‎(1)金属在自然界中的存在 ‎(2)金属冶炼的一般步骤 ‎(3)金属冶炼的实质 金属的冶炼过程就是把金属从化合态还原为游离态的过程。即Mn＋＋ne－＝M。‎ ‎(4)金属冶炼的方法(用化学方程式表示)‎ ‎(5)铝热反应 实验装置 实验现象 ‎①镁带剧烈燃烧，放出一定的热，并发出耀眼的白光，氧化铁和铝粉在较高温度下发生剧烈的反应；‎ ‎②纸漏斗的下部被烧穿，有熔融物落入沙中 实验结论 高温下，铝与氧化铁发生反应，放出大量的热，反应的化学方程式为2Al＋Fe2O32Fe＋Al2O3‎ 原理应用 ‎①制取熔点较高、活泼性弱于Al的金属铬、锰、钨等；‎ ‎②金属焊接，如野外焊接钢轨等 ‎①冶炼Al时只能电解Al2O3不能电解AlCl3(共价化合物，熔融时不导电)。加入冰晶石(Na3AlF6)的目的是降低Al2O3的熔化温度。‎ ‎②金属冶炼方法与金属活动性的关系：‎ ‎1．正误判断，正确的画“√”，错误的画“×”。‎ ‎(1)除去Cu粉中混有CuO 的方法是加入稀硝酸溶解、过滤、洗涤、干燥。(　　)‎ ‎(2)将铜粉加入1.0 mol·L－1Fe2(SO4)3溶液中，现象是溶液变蓝，有黑色固体出现。(　　)‎ ‎(3)1 mol Cu和足量热浓硫酸反应可生成NA个SO3分子。(　　)‎ ‎(4)中国古代利用明矾溶液的酸性消除铜镜表面的铜锈。(　　)‎ ‎(5)铝合金的熔点比纯铝的高。(　　)‎ ‎(6)合金材料中不可能含有非金属元素。(　　)‎ ‎(7)地震灾区重建要使用大量钢材，钢材是合金。(　　)‎ 答案　 (1)×　(2)×　(3)×　(4)√　(5)×　(6)×　(7)√‎ ‎2．下列常见金属的冶炼原理中不合理的是(　　)‎ 选项 金属 冶炼原理 A Fe Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2‎ B Hg ‎2HgO2Hg＋O2↑‎ C Mg ‎2MgO(熔融)2Mg＋O2↑‎ D Na ‎2NaCl(熔融)2Na＋Cl2↑‎ 答案　 C 考点1　铜及其化合物的性质 典例1　下表中，对陈述Ⅰ、Ⅱ的正确性及其有无因果关系的判断都正确的是(　　)‎ 选项 陈述Ⅰ 陈述Ⅱ 判断 A 铜绿的主要成分是碱式碳酸铜 可用稀盐酸除铜器表面的铜绿 Ⅰ对；Ⅱ对；无 B 铜表面易形成致密的氧化膜 铜制容器可以盛放浓硫酸 Ⅰ对；Ⅱ对；有 C 向硫酸铜溶液中通入氨气，有深蓝色沉淀产生，过滤后灼烧滤渣，最后变成黑色固体 把铜丝放在酒精灯火焰上灼烧，铜丝表面变黑 Ⅰ对；Ⅱ对；有 D 蓝色硫酸铜晶体受热转化为白色硫酸铜粉末是物理变化 硫酸铜溶液可用作游泳池的消毒剂 Ⅰ错；Ⅱ对；无 解析　稀盐酸可以与碱式碳酸铜(铜绿的主要成分)反应，而且稀盐酸不与Cu反应，所以可用稀盐酸除铜器表面的铜绿，Ⅰ、Ⅱ有因果关系，A错误；铜表面不能形成致密的氧化膜，铜与浓硫酸在一定温度下能发生反应，所以不能用铜制容器盛放浓硫酸，B错误；硫酸铜与氨水反应生成Cu(OH)2，Cu(OH)2受热分解生成黑色CuO，Ⅰ、Ⅱ均正确，但没有因果关系，C错误；蓝色硫酸铜晶体受热转化为白色硫酸铜粉末，属于化学变化，CuSO4可用作消毒剂，但与前者没有因果关系，D正确。‎ 答案　 D 名师精讲 ‎1．熟记铜及其化合物的颜色 物质 颜色 物质 颜色 Cu 紫红色 CuSO4‎ 白色 CuO 黑色 CuSO4·5H2O 蓝色 Cu2O 砖红色 Cu2(OH)2CO3‎ 绿色 Cu2S 黑色 Cu(OH)2‎ 蓝色 ‎2.铜及其化合物 ‎(1)Cu在加热条件下与O2非常容易反应，利用这一性质，可把Cu作为O2的吸收剂。若在实验题中看到加热的铜网或铜粉，应想到这一作用。‎ ‎(2)无水CuSO4常用作水的检验试剂；由于其吸水效率不是太高，一般不作干燥剂使用。‎ ‎(3)铜盐属于重金属盐，可使蛋白质变性，故铜盐有毒。农业上常用石灰乳和CuSO4混合作用，两者的混合液是被称为“波尔多液”的农药。‎ ‎(4)溶液中的Cu2＋常为蓝色(浓CuCl2溶液为绿色，稀CuCl2溶液为蓝色)，可作为Cu2＋的鉴别依据。如CuSO4溶液呈蓝色，在推断题中，“蓝色溶液”基本可作为Cu2＋的存在依据。‎ ‎(5)Cu2＋与碱反应生成蓝色沉淀[Cu(OH)2]，这也是鉴定Cu2＋的原理之一。‎ ‎3．铜的冶炼“两方法”‎ ‎(1)湿法炼铜：Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu。‎ ‎(2)高温炼铜：工业上用高温冶炼黄铜矿的方法获得铜(粗铜)：‎ ‎2CuFeS2＋4O2Cu2S＋3SO2＋2FeO(炉渣)‎ ‎2Cu2S＋3O22Cu2O＋2SO2‎ ‎2Cu2O＋Cu2S6Cu＋SO2↑‎ 粗铜中铜的含量为99.5%～99.7%，主要含有Ag、Zn、Fe、Au等杂质，粗铜通过电解精炼可得到纯度达99.95%～99.98%的铜。电解精炼铜的原理是用粗铜作阳极，失电子变为Cu2＋‎ ‎，用纯铜棒作阴极即可得精铜。‎ ‎1．已知酸性条件下有如下反应：2Cu＋===Cu2＋＋Cu↓。由于反应温度不同，用氢气还原氧化铜时，可能产生Cu或Cu2O，两者都是红色固体。一同学对某次用氢气还原氧化铜实验所得的红色固体产物作了验证，实验操作和实验现象记录如下：‎ 加入 试剂 稀硫酸 浓硫酸、‎ 加热 稀硝酸 浓硝酸 实验 现象 有红色固体剩余和溶液变为蓝色 产生无色气体 产生无色气体和溶液变为蓝色 产生红棕色气体和溶液变为绿色 由此推出本次氢气还原氧化铜实验的产物(　　)‎ A．是Cu B．是Cu2O C．一定有Cu，一定有Cu2O D．一定有Cu2O，可能有Cu 答案　 D 解析　浓H2SO4(加热)、硝酸均能氧化Cu或Cu2O；而稀H2SO4与Cu不反应，与Cu2O反应。‎ ‎2．某研究小组通过实验探究Cu及其化合物的性质，操作正确且能达到实验目的的是(　　)‎ A．将铜丝插入浓硫酸中并加热，反应后再加入水，观察硫酸铜溶液的颜色 B．常温下将铜丝伸入盛满氯气的集气瓶中，观察CuCl2的生成 C．将CuCl2溶液在蒸发皿中加热蒸干，得到无水CuCl2固体 D．将表面有铜绿[Cu2(OH)2CO3]‎ 的铜器放入盐酸中浸泡，除去铜绿 答案　 D 解析　A项浓硫酸溶于水时放热 ，应该是把反应后的溶液倒入水中，故该项错误；B项需要先加热铜才能与氯气发生反应，故该项错误；C项氯化铜溶液中存在水解平衡，加热蒸干最终得到的是氢氧化铜，故该项错误；D项铜和盐酸不反应，只有铜绿[Cu2(OH)2CO3]与盐酸反应，故该项正确。‎ 考点2　金属材料 典例2　冶炼金属一般有以下几种方法：①热分解法；②焦炭法；③水煤气法(CO或H2)；④活泼金属置换法；⑤电解法。这几种方法各有优缺点，它们在工业上均有应用。古代有：a.火烧孔雀石炼铜；b.湿法炼铜；现代有：c.铝热法炼铁；d.光卤石法炼镁。对它们的冶炼方法分析不正确的是(　　)‎ A．a用② B．b用③ C．c用④ D．d用⑤‎ 解析　铁、铜、镁的冶炼方法，要根据它们的金属活动性来选择。火烧孔雀石炼铜是用焦炭作还原剂进行冶炼，A正确；湿法炼铜是在溶液中进行的，故不能用水煤气法，B不正确；铝热法炼铁属于活泼金属置换法，C正确；镁的活泼性较强，用电解法比较适宜，D正确。‎ 答案　 B 名师精讲 ‎1．合金特性 ‎(1)构成合金的成分不一定是两种或两种以上的金属，也可以是金属与非金属，合金中一定含金属元素。‎ ‎(2)合金的性质不是各成分金属的性质之和。合金具有许多良好的物理、化学和机械性能，在许多方面不同于各成分金属，不是简单加合；但在化学性质上，一般认为合金体现的是各成分金属的化学性质。‎ ‎(3)‎ 并非所有的金属都能形成合金。两种金属形成合金，其前提是两种金属在同一温度范围内都能熔化，若一种金属的熔点大于另一种金属的沸点，则二者不能形成合金。‎ ‎(4)合金一定是混合物。‎ ‎2．金属活动性顺序表中隐含的重要信息 ‎3．金属的冶炼 ‎(1)金属活泼性与冶炼方法的关系：‎ ‎(2)有些活动性很强的金属也可以用还原法来冶炼，如 Na＋KClK↑＋NaCl ‎2RbCl＋MgMgCl2＋2Rb↑等，‎ 在此主要运用了化学平衡移动原理，利用K、Rb沸点低，气化离开反应体系，使化学反应得以向正反应方向进行。‎ ‎3．合金与纯金属制成的金属材料相比，优点是(　　)‎ ‎①合金的硬度一般比它的各成分金属的大 ‎②一般地，合金的熔点比它的各成分金属的更低 ‎③改变原料的配比、改变生成合金的条件，得到有不同性能的合金 ‎④合金比纯金属的导电性更强 ‎⑤合金比纯金属的应用范围更广泛 A．②③④ B．①②③⑤‎ C．①②④ D．①②④⑤‎ 答案　 B ‎4．金属材料在日常生活以及生产中有着广泛的应用。下列关于金属的一些说法不正确的是(　　)‎ A．合金的性质与其成分金属的性质不完全相同 B．工业上金属Mg、Cu都是用热还原法制得的 C．金属冶炼的本质是金属阳离子得到电子变成金属原子 D．越活泼的金属越难冶炼 答案　 B 解析　合金的化学性质与成分金属的化学性质相似，物理性质略有不同，A正确；Mg在工业上用电解法冶炼，Cu用热还原法冶炼，B错误；金属冶炼的实质是Mn＋＋ne－===M，C正确；金属越活泼，则金属离子的氧化性越弱，越难被还原，D正确。‎ ‎(建议用时：40分钟)‎ 一、选择题(每题6分，共66分)‎ ‎1．铅的冶炼大致过程如下：‎ ‎①富集：将方铅矿(PbS)进行浮选；‎ ‎②焙烧：2PbS＋3O22PbO＋2SO2；‎ ‎③制粗铅：PbO＋CPb＋CO↑；‎ PbO＋COPb＋CO2。‎ 下列说法正确的是(　　)‎ A．浮选法富集方铅矿的过程属于化学变化 B．方铅矿焙烧反应中，PbS是还原剂，还原产物只有PbO C．整个冶炼过程中，制取1 mol Pb共转移2 mol电子 D．将1 mol PbS完全冶炼成Pb理论上至少需要6 g碳 答案　 D 解析　富集方铅矿的过程属于物理变化，A错；B项中还原产物除PbO外还有SO2；整个冶炼过程中，制取1 mol Pb共转移8 mol电子，C错。‎ ‎2．硝酸铜是一种重要的工业产品，化学上有很多方法可以制取硝酸铜：①将铜溶于硝酸中；②先将铜与O2反应生成CuO，再溶于硝酸中；③将铜溶于N2O4的乙酸乙酯(溶剂，不参加反应)溶液中生成硝酸铜和一氧化氮。下列认识或判断错误的是(　　)‎ A．方法③是最经济和环保的 B．方法①中，若从经济和环保的角度考虑，用稀硝酸比用浓硝酸好 C．方法②需要消耗能源，对环境不产生污染 D．方法③中N2O4既是氧化剂又是还原剂 答案　 A 解析　①、③都生成污染性气体，②不生成污染性气体且HNO3全部转化为Cu(NO3)2。‎ ‎3．下列有关合金的说法正确的是(　　)‎ A．合金中至少含有两种金属 B．合金的熔点比成分金属高 C．合金的硬度比成分金属小 D．青铜器所用材料属于合金 答案　 D 解析　由一种金属和一种非金属熔合也可以形成合金，A项错误；合金的熔点一般比成分金属的低，B项错误；合金的硬度一般比成分金属的大，C项错误。‎ ‎4．下列有关Al、Fe、Cu的说法正确的是(　　)‎ A．三者对应的氧化物均为碱性氧化物 B．三者的单质放置在空气中均只生成氧化物 C．制备AlCl3、FeCl3、CuCl2均不能采用将溶液直接蒸干的方法 D．电解AlCl3、FeCl3、CuCl2的混合溶液时阴极上依次析出Cu、Fe、Al 答案　 C 解析　Al对应的氧化物为两性氧化物，A项错误。Cu放置在空气中可生成Cu2(OH)2CO3，B项错误。AlCl3、FeCl3、CuCl2溶液均发生水解反应生成挥发性酸，直接蒸干，得不到对应的物质，故不能采用直接蒸干的方法制备AlCl3、FeCl3、CuCl2，C项正确；电解AlCl3、FeCl3、CuCl2的混合溶液，由于放电能力：Cu2＋＞H＋＞Fe3＋＞‎ Al3＋，在阴极上依次析出Cu、H2，D项错误。‎ ‎5．人们习惯上把金、银、铜、铁、锡五种金属统称为“五金”。在“五金”顺序中，把一种金属的位置向后移一位，正好符合某化学规律。这种金属和该化学规律是(　　)‎ A．铁、金属活动性顺序表 B．金、质量守恒定律 C．银、元素周期律 D．铜、金属密度顺序表 答案　 A 解析　将铁移到锡后，金、银、铜、锡、铁的金属活动性逐渐增强，A项正确。‎ ‎6．CuSO4是一种重要的化工原料，其有关制备途径及性质如图所示。下列说法不正确的是(　　)‎ A．将CuSO4溶液蒸发浓缩、冷却结晶可制得胆矾晶体 B．相对于途径①、③，途径②更好地体现了“绿色化学”思想 C．CuSO4在1100 ℃分解所得气体X可能是SO2和SO3的混合气体 D．Y可能是葡萄糖 答案　 C 解析　将CuSO4溶液蒸发浓缩、冷却结晶可制得胆矾晶体，A项正确；途径①有污染性气体产生，相对于途径③，途径②的优点是制取等质量CuSO4需要的硫酸少并且无污染性气体产生，途径②更好地体现了“绿色化学”思想，B项正确；由流程图知硫酸铜分解生成了Cu2O，若X是SO2和SO3的混合气体，则铜元素、硫元素化合价降低，无元素化合价升高，根据2CuSO4Cu2O＋SO2↑＋‎ SO3↑＋O2↑知，X可能是O2、SO2和SO3的混合气体，C项错误；葡萄糖与氢氧化铜反应会生成Cu2O，所以Y可能是葡萄糖，D项正确。‎ ‎7．在稀硫酸中加入铜粉，铜粉不溶，再加入下列物质：‎ ‎①FeCl3　②Fe2O3　③Cu(NO3)2　④KNO3‎ 铜粉溶解的是(　　)‎ A．只有①或② B．只有②或④‎ C．只有①或②或③ D．上述四种物质中任意一种 答案　 D 解析　Cu与Fe3＋作用：2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋，Fe2O3与稀硫酸反应生成Fe3＋，故①、②能使铜粉溶解；H＋、NO具有强氧化性，能使铜粉溶解。‎ ‎8．所谓合金，就是不同种金属(也包括一些非金属)在熔化状态下形成的一种熔合物，如表为四种金属的熔、沸点。‎ Na Cu Al Fe 熔点(℃)‎ ‎97.5‎ ‎1083‎ ‎660‎ ‎1535‎ 沸点(℃)‎ ‎883‎ ‎2595‎ ‎2200‎ ‎3000‎ 根据以上数据判断其中不能形成合金的是(　　)‎ A．Cu和Al B．Fe和Cu C．Fe和Na D．Al和Na 答案　 C 解析　由合金的形成可知，两种金属若能形成合金，则熔点高的金属的熔点不能大于熔点较低的金属的沸点，Fe的熔点高于Na的沸点，两种金属不能形成合金，故选C。‎ ‎9．C919大型飞机采用了大量新型材料铝锂合金。下列关于铝锂合金的说法不正确的是(　　)‎ A．铝锂合金是铝与锂形成的混合物 B．铝锂合金的硬度比锂大 C．铝锂合金的熔、沸点比铝低 D．铝锂合金耐酸碱腐蚀 答案　 D 解析　合金都是混合物，故A正确；合金的硬度比组成其的成分金属大，故B正确；合金的熔、沸点比组成其的成分金属低，故C正确；铝锂合金的铝能与酸碱反应，锂能与酸反应，故铝锂合金不能耐酸碱腐蚀，故D错误。‎ ‎10．下列说法中正确的是(　　)‎ A．Cu→CuO→Cu(OH)2每步转化均能通过一步反应实现 B．铝合金是一种混合物，它比纯铝的熔点高 C．金属铜放置在潮湿的空气中会被锈蚀，生成绿色的铜锈——碱式碳酸铜 D．金属铝、铁、铜都有一定的抗腐蚀性能，其抗腐蚀的原因都是表面形成氧化物薄膜，阻止反应的进一步进行 答案　 C 解析　A选项，CuO→Cu(OH)2不能通过一步实现，错误；B选项，铝合金比纯铝的熔点低，错误；D选项，铁、铜表面不能形成致密的氧化膜，错误。‎ ‎11．部分氧化的FeCu合金样品(氧化产物为Fe2O3、CuO)共5.76 g，经如下处理：‎ 下列说法正确的是(　　)‎ A．滤液A中的阳离子为Fe2＋、Fe3＋、H＋‎ B．样品中Fe元素的质量为2.24 g C．样品中CuO的质量为4.0 g D．V＝896 mL 答案　 B 解析　根据题意，3.2 g滤渣一定是铜，而铜与Fe3＋不共存，故A中无Fe3＋，则A项错误；最后的3.2 g固体为Fe2O3，其中Fe元素的质量为2.24 g，B项正确；样品中Cu元素和O元素共5.76 g－2.24 g＝3.52 g，则C项错误；2.24 g Fe元素不可能全是单质，故标准状况下生成的H2的体积小于896 mL，D项错误。‎ 二、非选择题(共34分)‎ ‎12．(10分)工业上由黄铜矿(主要成分CuFeS2)冶炼铜的主要流程如下：‎ ‎(1)气体A中的大气污染物可选用下列试剂中的________吸收。‎ a．浓H2SO4　b．稀HNO3　c．NaOH溶液　d．氨水 ‎(2)用稀H2SO4浸泡熔渣B，取少量所得溶液，滴加KSCN溶液后呈红色，说明溶液中存在________(填离子符号)，检验溶液中还存在Fe2＋的方法是______________________________________________‎ ‎__________________________(注明试剂、现象)。‎ ‎(3)由泡铜冶炼粗铜的化学反应方程式为__________________。‎ 答案　 (1)cd ‎(2)Fe3＋　取少量溶液，滴加KMnO4溶液，KMnO4溶液褪色 ‎(3)3Cu2O＋2AlAl2O3＋6Cu 解析　(1)由转化关系可知A中含有SO2，故可利用碱性溶液吸收。稀HNO3虽然也能与SO2反应，但又会放出有毒气体NO，故不能选b。‎ ‎(2)Fe2＋具有强还原性，可利用KMnO4溶液来检验，若KMnO4溶液褪色，则说明溶液中含有Fe2＋。‎ ‎(3)由泡铜冶炼粗铜利用了铝的强还原性(铝热反应)。Cu2O中铜元素为＋1价，利用得失电子守恒配平反应方程式：3Cu2O＋2AlAl2O3＋6Cu。‎ ‎13．(12分)CuCl是有机合成的重要催化剂，并用于颜料、防腐等工业。工业上由废铜料(含Fe、Al及其化合物、SiO2杂质)生产CuCl的工艺流程如下：‎ 物质 开始沉淀时的pH 沉淀完全时的pH Fe(OH)3‎ ‎2.7‎ ‎3.7‎ Cu(OH)2‎ ‎5.6‎ ‎6.7‎ Al(OH)3‎ ‎3.8‎ ‎4.7‎ 已知：CuCl溶于NaCl的浓溶液可生成CuCl，CuCl的溶液用水稀释后可生成CuCl沉淀。‎ ‎(1)煅烧的主要目的是_________________________________。‎ ‎(2)操作Ⅰ为调节溶液的pH，范围为________，加入的物质X可以是________。‎ A．CuO B．Cu(OH)2‎ C．NaOH溶液 D．CaCO3‎ ‎(3)滤渣Ⅱ的主要成分是________。‎ ‎(4)往滤液Ⅱ中加入食盐并通入SO2可生成CuCl，请写出反应的离子方程式：____________________________________________。‎ 答案　 (1)使铜转化为可溶于酸的氧化物 ‎(2)4.7≤pH＜5.6　ABC ‎(3)Fe(OH)3和Al(OH)3‎ ‎(4)2H2O＋2Cu2＋＋SO2＋4Cl－===2CuCl＋SO＋4H＋‎ 解析　(1)铜在废铜料中主要以铜单质的形式存在，综观整个流程图可知，CuCl需从溶液中提取，故煅烧的目的是将铜转化为溶于酸的氧化物。‎ ‎(2)调节溶液中的pH时，应保证使Fe3＋和Al3＋完全沉淀，而Cu2＋不能沉淀，故溶液的pH应为4.7≤pH＜5.6，加入的物质能消耗H＋，但不能在含铜离子的溶液中引入新的杂质，再结合后面反应Ⅰ中需加入NaCl，符合要求的有ABC三项。‎ ‎(3)溶液的pH为4.7≤pH＜5.6时，Fe3＋和Al3＋完全转化为相应的氢氧化物沉淀，滤渣Ⅱ的主要成分为Fe(OH)3和Al(OH)3。‎ ‎(4)根据题给的反应物和生成物，再结合氧化还原反应的基本规律可写出反应的方程式：2H2O＋2Cu2＋＋SO2＋4Cl－===2CuCl＋SO＋4H＋。‎ ‎14．(12分)铜器久置，表面会生成一层绿色固体，某化学兴趣小组收集家中铜器表面的绿色固体进行探究。查阅相关资料后，得知该绿色物质是碱式碳酸铜。该小组同学利用如图装置进行实验，探究碱式碳酸铜的分解产物。‎ ‎①对试管内的绿色固体进行加热至完全分解，观察到A装置中绿色固体逐渐变成黑色，B装置中无水硫酸铜变成蓝色，C装置中澄清石灰水变浑浊。‎ ‎②取少量加热后生成的黑色固体于试管中，加入稀盐酸。观察到黑色固体逐渐溶解，溶液变成蓝色。‎ ‎③取少量上述蓝色溶液于试管中，浸入一根洁净的铁丝。观察到铁丝表面有红色物质析出。‎ 请回答下列问题：‎ ‎(1)加热后试管中剩余的黑色物质是________。‎ ‎(2)写出该绿色物质受热分解的化学方程式：_______________。‎ ‎(3)上述实验步骤③中反应的离子方程式为_________________。‎ ‎(4)实验装置最后的干燥管的作用是________________________________________________________。‎ 答案　 (1)CuO ‎(2)Cu2(OH)2CO32CuO＋H2O＋CO2↑‎ ‎(3)Cu2＋＋Fe===Cu＋Fe2＋‎ ‎(4)防止空气中的CO2进入广口瓶 解析　根据无水硫酸铜变蓝，可知反应中有水生成；根据澄清石灰水变浑浊，可知有CO2生成；根据黑色固体溶于稀盐酸溶液变蓝色，插入铁丝后有红色物质析出，知黑色物质应是CuO。‎ ‎(1)加热后试管中剩余的黑色物质是CuO。‎ ‎(2)碱式碳酸铜受热分解的化学方程式为 Cu2(OH)2CO32CuO＋H2O＋CO2↑。‎ ‎(3)上述实验步骤③中铁置换出铜，反应的离子方程式为Cu2＋＋Fe===Cu＋Fe2＋。‎ ‎(4)该实验装置中最后的干燥管中装有碱石灰，目的是防止空气中的CO2进入广口瓶中，干扰实验。‎