Question

19．下面是對(duì)銅及其化合物相關(guān)性質(zhì)的研究．
（1）下表為“鋁與氯化銅溶液反應(yīng)”實(shí)驗(yàn)報(bào)告的一部分：

實(shí)驗(yàn)步驟	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象
將打磨過(guò)的鋁片（過(guò)量）放入一定濃度的CuCl2中．	產(chǎn)生氣泡，析出疏松的紅色固體，溶液逐漸變?yōu)闊o(wú)色
反應(yīng)結(jié)束后分離出溶液備用
紅色固體用蒸餾水洗滌后，置于潮濕空氣中	一段時(shí)間后固體由紅色變?yōu)榫G色[視其主要成分為Cu2（OH）2CO3]

按反應(yīng)類(lèi)型寫(xiě)出實(shí)驗(yàn)中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式各一個(gè)（是離子反應(yīng)的只寫(xiě)離子方程式）
置換反應(yīng)2Al+3Cu²⁺=2Al³⁺+3Cu；
化合反應(yīng)2Cu+O₂+CO₂+H₂O=Cu₂（OH）₂CO₃．
（2）碘化亞銅可作催化劑，飼料添加劑等，是難溶于水的固體．銅可以與氫碘酸發(fā)生置換反應(yīng)得到氫氣，試從離子濃度對(duì)離子反應(yīng)方向影響的角度解釋此反應(yīng)能夠發(fā)生的原因由于CuI難溶于水，使得生成物中的離子濃度減小有利于反應(yīng)向右進(jìn)行，CuSO₄溶液也能使淀粉-KI試紙變藍(lán)，用離子方程式說(shuō)明其原理2Cu²⁺+4I^-=2CuI↓+I₂．
（3）納米氧化亞銅是一種具有良好光電效應(yīng)的材料，工業(yè)上制備它的方法之一是：先向KOH溶液中加入一定量的CuSO₄溶液，再加入一定量的肼（N₂H₄），加熱并保持反應(yīng)體系的溫度在90℃，反應(yīng)完全后，分離、洗滌、真空干燥所得到的固體樣品．
①檢驗(yàn)反應(yīng)混合體系內(nèi)納米Cu₂O已經(jīng)生成的實(shí)驗(yàn)方法的名稱(chēng)是丁達(dá)爾效應(yīng)，干燥時(shí)要“真空”的原因是Cu₂O具有還原性，干燥時(shí)能被空氣中的氧氣氧化．
②完成下面的反應(yīng)方程式：
4CuSO₄+1N₂H₄+8KOH$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Cu₂O+N₂+K₂SO₄+6H₂O．
（4）由Cu₂O和Cu組成的混合物的質(zhì)量為1.76g，與足量的稀硝酸充分反應(yīng)后得到標(biāo)準(zhǔn)狀況下的NO氣體224mL，則混合物中Cu₂O的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為81.8%（保留小數(shù)點(diǎn)后1位）．

Answer 1

分析 （1）在金屬活動(dòng)性順序中，鋁排在銅的前面，故鋁可以把氯化銅中的銅置換出來(lái)，得到的紅色固體為銅，露置在空氣中會(huì)與氧氣、水、二氧化碳共同作用生成銅銹，其成分為堿式碳酸銅，此物質(zhì)不穩(wěn)定，受熱易分解，根據(jù)這些知識(shí)就可以按要求寫(xiě)出有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式；
（2）碘化亞銅可作催化劑，飼料添加劑等，是難溶于水的固體．銅可以與氫碘酸發(fā)生置換反應(yīng)得到氫氣，是生成難溶于水的碘化亞銅促進(jìn)反應(yīng)正向進(jìn)行，CuSO₄溶液也能使淀粉-KI試紙變藍(lán)，是銅離子氧化I^-離子為I₂，本身被還原生成碘化亞銅；
（3）①檢驗(yàn)納米Cu₂O，在檢驗(yàn)溶液是否具有丁達(dá)爾效應(yīng)，Cu₂O具有還原性易被氧氣氧化；
②標(biāo)注元素化合價(jià)結(jié)合電子守恒和原子守恒配平書(shū)寫(xiě)得到化學(xué)方程式；
（4）設(shè)含銅的物質(zhì)的量為xmol，氧化亞銅的物質(zhì)的量為ymol，根據(jù)質(zhì)量關(guān)系和電子守恒列式計(jì)算出銅的物質(zhì)的量，再計(jì)算出銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．

解答 解：（1）置換反應(yīng)就是一種單質(zhì)與一種化合物反應(yīng)，生成另一種單質(zhì)和另一種化合物的反應(yīng)，將打磨過(guò)的鋁片放入氯化銅溶液中，析出紅色固體，說(shuō)明鋁與氯化銅反應(yīng)，銅被置換出來(lái)，同時(shí)生成氯化鋁，該反應(yīng)為置換反應(yīng)，反應(yīng)為2Al+3CuCl₂=3Cu+2AlCl₃，即2Al+3Cu²⁺=2Al³⁺+3Cu，化合反應(yīng)就是由兩種或兩種以上的物質(zhì)生成一種其他物質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)，紅色的銅放在潮濕的空氣中變?yōu)榫G色，是因?yàn)榕c氧氣、二氧化碳、水共同作用生成了銅銹堿式碳酸銅，該反應(yīng)為化合反應(yīng)，該反應(yīng)為2Cu+O₂+CO₂+H₂O=Cu₂（OH）₂CO₃，
故答案為：2Al+3Cu²⁺=2Al³⁺+3Cu；2Cu+O₂+CO₂+H₂O=Cu₂（OH）₂CO₃；
（2）碘化亞銅可作催化劑，飼料添加劑等，是難溶于水的固體．銅可以與氫碘酸發(fā)生置換反應(yīng)得到氫氣，是生成難溶于水的碘化亞銅促進(jìn)反應(yīng)正向進(jìn)行，CuSO₄溶液也能使淀粉-KI試紙變藍(lán)，是銅離子氧化I^-離子為I₂，本身被還原生成碘化亞銅，結(jié)合原子守恒、電子守恒和電荷守恒配平書(shū)寫(xiě)離子方程式為：2Cu²⁺+4I^-=2CuI↓+I₂；
故答案為：由于CuI難溶于水，使得生成物中的離子濃度減小有利于反應(yīng)向右進(jìn)行，2Cu²⁺+4I^-=2CuI↓+I₂；
（3）①檢驗(yàn)納米Cu₂O，在檢驗(yàn)溶液是否具有丁達(dá)爾效應(yīng)，干燥時(shí)要“真空”的原因是Cu₂O具有還原性，干燥時(shí)能被空氣中的氧氣氧化，
故答案為：丁達(dá)爾效應(yīng)，Cu₂O具有還原性，干燥時(shí)能被空氣中的氧氣氧化；
②CuSO₄+N₂H₄+KOH=Cu₂O+N₂+K₂SO₄+H₂O，銅元素化合價(jià)+2價(jià)變化為+1價(jià)，氮元素化合價(jià)-2價(jià)變化為0價(jià)，電子轉(zhuǎn)移總數(shù)為4，則配平書(shū)寫(xiě)化學(xué)方程式為：4CuSO₄+N₂H₄+8KOH=2Cu₂O+N₂+4K₂SO₄+6H₂O，
故答案為：4，1，8，2，14，6H₂O；
（4）產(chǎn)生一氧化氮?dú)怏w的物質(zhì)的量為：0.01mol
設(shè)含銅的物質(zhì)的量為xmol，氧化亞銅的物質(zhì)的量為ymol，
64x+144y=1.76g，
2x+2y=0.01×3，
解得x=0.005mol，y=0.01mol，
w（Cu₂O）=$\frac{0.01mo×144g/moll}{1.76g}$×100%=81.8%．
故答案為：81.8%．

點(diǎn)評(píng) 本題考查較為綜合，涉及氧化亞銅的制備，側(cè)重于學(xué)生的分析能力和實(shí)驗(yàn)?zāi)芰�、�?jì)算能力的考查，為高頻考點(diǎn)，注意把握實(shí)驗(yàn)過(guò)程中定量計(jì)算和氧化還原反應(yīng)電子守恒的應(yīng)用，題目難度中等．