Question

17．銅及其化合物在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及日常生活中應(yīng)用非常廣泛．回答下列問題：
（1）納米級Cu₂O由于具有優(yōu)良的催化性能而受到關(guān)注，制取Cu₂O的兩種方法如表所示．

方法I	用炭粉在高溫條件下還原CuO生成Cu2O和CO2
方法II	用肼（N2H4）還原新制Cu（OH）2

①方法I中還原劑與氧化劑的物質(zhì)的量之比為1：4．
②方法II發(fā)生反應(yīng)的化學方程式為4Cu（OH）₂+N₂H₄=Cu₂O+N₂↑+6H₂O．
（2）氫化亞銅是一種紅色同體，可由下列反應(yīng)制備：4CuSO₄+3H₃PO₂+6H₂O=4CuH↓+4H₂SO₄+3H₃PO₄
該反應(yīng)中每轉(zhuǎn)移3mol電子，生成CuH的物質(zhì)的量為1mol．
（3）氯化銅溶液中各種含銅微粒的分布分數(shù)（平衡時某微粒的濃度占各微粒濃度之和的分數(shù)）與c（C1^-）之間的關(guān)系如圖所示．

①當c（C1^-）=9mol/L時，溶液中3種主要含銅微粒濃度的大小關(guān)系為c（CuCl₂）＞c（CuCl⁺）＞c（CuCl₃^-）．
②在c（C1^-）=l mol/L的氯化銅溶液中，加人AgNO₃溶液，CuCl⁺轉(zhuǎn)化為Cu²⁺的離子方程式為CuCl⁺+Ag⁺=Cu²⁺+AgCl↓．
（4）已知：Cu（OH）₂是二元弱堿，25℃時K_sp=2.0×10^-20．則此溫度下在銅鹽溶液中Cu²⁺發(fā)生水解反應(yīng)的平衡常數(shù)為5×10^-9．

Answer 1

分析 （1）①用炭粉在高溫條件下還原CuO生成Cu₂O和CO₂反應(yīng)的方程式為：C+4CuO$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Cu₂O+CO₂，還原劑是碳，氧化劑是氧化銅，還原劑與氧化劑的物質(zhì)的量之比為1：4；
②肼還原新制Cu（0H）₂可制備納米級Cu₂O，同時放出N₂，結(jié)合質(zhì)量守恒書寫方程式；
（2）從價態(tài)變化出發(fā)分析得失電子總數(shù)解答；
（3）①從圖上在c（Cl^-）=9mol•L^-1處，做一條平行與縱軸的虛線，可以比較；
②從圖上在c（Cl^-）=1mol•L^-1處，做一條平行與縱軸的虛線，看哪種微粒最多；
（4）銅離子水解生成氫氧化銅和氫離子，依據(jù)沉淀溶度積常數(shù)和溶液中離子積常數(shù)計算．

解答 解：（1）①用炭粉在高溫條件下還原CuO生成Cu₂O和CO₂反應(yīng)的方程式為：C+4CuO$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Cu₂O+CO₂，還原劑是碳，氧化劑是氧化銅，還原劑與氧化劑的物質(zhì)的量之比為1：4，故答案為：1：4；
②肼還原新制Cu（0H）₂可制備納米級Cu₂O，同時放出N₂，則反應(yīng)的方程式為N₂H₄+4Cu（OH）₂═2Cu₂O+N₂+6H₂O，故答案為：4Cu（OH）₂+N₂H₄=Cu₂O+N₂↑+6H₂O；
（2）從反應(yīng)4CuSO₄+3H₃PO₂+6H₂O=4CuH↓+4H₂SO₄+3H₃PO₄分析，Cu從+2價變成+1，4molCu得到4mol電子，H從+1價變成-1價，4mol-1價的H得到8mol電子，共得電子12mol，P從+1價變成+5價，3molP共失電子12mol，每生成4molCuH轉(zhuǎn)移電子12mol，所以，轉(zhuǎn)移電子3mol時應(yīng)生成CuH1mol，
故答案為：1mol；
（3）①在c（Cl^-）=9mol•L^-1處，做一條平行與縱軸的虛線，可見溶液中主要含銅物種濃度大小關(guān)系為：c（CuCl₂）＞c（CuCl⁺）＞c（CuCl₃^-）＞c（Cu²⁺）＞c（CuCl₄^2-），
故答案為：c（CuCl₂）＞c（CuCl⁺）＞c（CuCl₃^-）；
②從圖上可見，在c（Cl^-）=1mol•L^-1的氯化銅溶液中，主要是Cu²⁺與Cl^-結(jié)合生成CuCl⁺，加入硝酸銀，氯離子濃度下降，方程式為：CuCl⁺+Ag⁺=Cu²⁺+AgCl↓，故答案為：CuCl⁺+Ag⁺=Cu²⁺+AgCl↓；
（4）銅離子水解離子反應(yīng)為Cu²⁺+2H₂O?Cu（OH）₂+2H⁺，Ksp=c（Cu²⁺）×c²（OH^-）=2.0×10^-20mol³•L^-3，則K=$\frac{{c}^{2}（{H}^{+}）}{c（C{u}^{2+}）}$=$\frac{{c}^{2}（{H}^{+}）×{c}^{2}（O{H}^{-}）}{c（C{u}^{2+}）×{c}^{2}（O{H}^{-}）}$=$\frac{{K}_{w}^{2}}{{K}_{sp}}$=$\frac{（1{0}^{-14}）^{2}}{2.0×1{0}^{-20}}$=5×10^-9，故答案為：5×10^-9．

點評 本題考查氧化還原反應(yīng)的計算、離子積、化學方程式的書寫、圖象分析等，側(cè)重考查學生對數(shù)據(jù)的分析處理能力，難度中等．