Question

8．Cu₂O為暗紅色固體，有毒，它是一種用途廣泛的材料． Y已知：①Cu₂O溶于硫酸，立即發(fā)生反應(yīng)：Cu₂O+2H⁺=Cu²⁺+Cu+H₂O  ②部分難溶物的顏色和常溫下的K_sp如下表所示：

	Cu（OH）2	CuOH	CuCl	Cu2O
顏色	藍(lán)色	黃色	白色	磚紅色
Ksp（25）	1.6×10-19	1.0×10-14	1.2×10-6

（Ⅰ） 某同學(xué)利用乙醛與新制氫氧化銅加熱制的磚紅色沉淀．
①乙醛與新制氫氧化銅反應(yīng)生成磚紅色沉淀的化學(xué)方程式為2Cu（OH）₂+NaOH+CH₃CHO$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Cu₂O↓+CH₃COONa+3H₂O．
②磚紅色沉淀加入稀硫酸，現(xiàn)象為溶液由無色變?yōu)樗{(lán)色，有紅色不溶物． 
③磚紅色沉淀加入濃鹽酸，完全溶解得到無色溶液；若改加稀鹽酸，則得到白色沉淀，其離子方程式為Cu₂O+2H⁺+2Clˉ=2CuCl↓+H₂O．
（Ⅱ） Cu₂O常用電解法制備，流程如下：

（1）精制食鹽水需要除去其中的鈣鎂離子，依次加入的試劑為NaOH、Na₂CO₃、HCl．
（2）實(shí)驗(yàn)室模擬電解裝置如圖，觀察的現(xiàn)象如下所示：
①開始無明顯現(xiàn)象，隨后液面以下的銅棒表面逐漸變暗；
②5min后，b極附近開始出現(xiàn)白色沉淀，并逐漸增多，且向a極擴(kuò)散；
③10min后，最靠近a極的白色沉淀開始變成紅色；
④12min后，b極附近的白色沉淀開始變成黃色，然后逐漸變成橙黃色；
⑤a極一直有大量氣泡產(chǎn)生；
⑥停止電解，將U形管中懸濁液靜置一段時(shí)間后，上層溶液呈無色，沒有出現(xiàn)藍(lán)色，下層沉淀全部顯磚紅色．
則：�。╇娊獬氐年枠O反應(yīng)式為Cu+Cl^--e^-=CuCl↓．ⅱ）b極附近的白色沉淀開始變成黃色，顏色變化的離子方程式為CuCl+OH^-=CuOH+Cl^-．
此時(shí)溶液中c（OH^-）/c（Cl^-）=8.3×10^-9．
（3）Cu₂O在潮濕空氣中容易被氧氣氧化為CuO而變質(zhì)，請?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案檢驗(yàn)其是否變質(zhì)：加入足量濃鹽酸，溶液變?yōu)榫G色，則含有CuO．

Answer 1

分析 （Ⅰ）①乙醛能被新制氫氧化銅氧化成乙酸，同時(shí)生成氧化亞銅；
②磚紅色沉淀為氧化亞銅，氧化亞銅在稀硫酸溶液中發(fā)生自身氧化還原生成硫酸銅和銅單質(zhì)；
③氧化亞銅與稀鹽酸反應(yīng)生成氯化亞銅白色沉淀；
（Ⅱ）（1）精制食鹽水需要除去其中的鈣鎂離子，可以先加所氫氧化鈉將鎂離子沉淀，再加碳酸鈉將鈣離子沉淀，過濾后在濾液中再加稀鹽酸將前面過量的氫氧化鈉和碳酸鈉反應(yīng)掉，據(jù)此答題；
（2）電解時(shí)銅做陽極，銅失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成亞銅離子，根據(jù)題中提供的物質(zhì)的顏色及離子沉淀的pH值可以推知，亞銅離子與溶液中的氯離子反應(yīng)生成氯化亞銅沉淀，在堿性環(huán)境中氯化亞銅可以轉(zhuǎn)化成氫氧化亞銅，氫氧化亞銅可以分解成氧化亞銅，根據(jù)c（OH^-）/c（Cl^-）=$\frac{c（OH{\;}^{-）}c（C{u}^{+}）}{c（C{l}^{-}）c（C{u}^{+}）}$=$\frac{Ksp（CuOH）}{Ksp（CuCl）}$進(jìn)行計(jì)算；
（3）根據(jù)Cu₂O加入濃鹽酸，完全溶解得到無色溶液，CuO加入濃鹽酸，完全溶解得到綠色溶液，進(jìn)行判斷．

解答 解：（Ⅰ）①乙醛能被新制氫氧化銅氧化成乙酸，同時(shí)生成氧化亞銅，反應(yīng)的方程式為2Cu（OH）₂+NaOH+CH₃CHO$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Cu₂O↓+CH₃COONa+3H₂O，
故答案為：2Cu（OH）₂+NaOH+CH₃CHO$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Cu₂O↓+CH₃COONa+3H₂O；
②磚紅色沉淀為氧化亞銅，氧化亞銅在稀硫酸溶液中發(fā)生自身氧化還原生成硫酸銅和銅單質(zhì)，所以反應(yīng)現(xiàn)象為溶液由無色變?yōu)樗{(lán)色，有紅色不溶物，
故答案為：溶液由無色變?yōu)樗{(lán)色，有紅色不溶物；
③氧化亞銅與稀鹽酸反應(yīng)生成氯化亞銅白色沉淀，反應(yīng)的離子方程式為Cu₂O+2H⁺+2Clˉ=2CuCl↓+H₂O，
故答案為：Cu₂O+2H⁺+2Clˉ=2CuCl↓+H₂O；
（Ⅱ）（1）精制食鹽水需要除去其中的鈣鎂離子，可以先加所氫氧化鈉將鎂離子沉淀，再加碳酸鈉將鈣離子沉淀，過濾后在濾液中再加稀鹽酸將前面過量的氫氧化鈉和碳酸鈉反應(yīng)掉，所以依次加入的試劑為NaOH、Na₂CO₃、HCl，
故答案為：NaOH、Na₂CO₃、HCl；
（2）ⅰ）電解時(shí)銅做陽極，銅失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成亞銅離子，電極反應(yīng)式為Cu+Cl^--e^-=CuCl↓，
故答案為：Cu+Cl^--e^-=CuCl↓；
ⅱ）根據(jù)題中提供的物質(zhì)的顏色及離子沉淀的pH值可以推知，亞銅離子與溶液中的氯離子反應(yīng)生成氯化亞銅沉淀，在堿性環(huán)境中氯化亞銅可以轉(zhuǎn)化成氫氧化亞銅，反應(yīng)的離子方程式為CuCl+OH^-=CuOH+Cl^-，氫氧化亞銅可以分解成氧化亞銅，白色沉淀變成黃色的過程中c（OH^-）/c（Cl^-）=$\frac{c（OH{\;}^{-）}c（C{u}^{+}）}{c（C{l}^{-}）c（C{u}^{+}）}$=$\frac{Ksp（CuOH）}{Ksp（CuCl）}$=$\frac{1.0×10{\;}^{-14}}{1.2×10{\;}^{-6}}$=8.3×10^-9，
故答案為：CuCl+OH^-=CuOH+Cl^-；8.3×10^-9；
（3）根據(jù)Cu₂O加入濃鹽酸，完全溶解得到無色溶液，CuO加入濃鹽酸，完全溶解得到綠色溶液，所以設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案為加入足量濃鹽酸，溶液變?yōu)榫G色，則含有 CuO，
故答案為：加入足量濃鹽酸，溶液變?yōu)榫G色，則含有 CuO．

點(diǎn)評 本題考查了銅及其化合物性質(zhì)的分析判斷、電解原理的分析應(yīng)用、沉淀的轉(zhuǎn)化，主要是電解池原理分析及沉淀轉(zhuǎn)化的計(jì)算應(yīng)用，掌握基礎(chǔ)以及靈活運(yùn)用題中信息是解題的關(guān)鍵，題目難度中等．