题目内容
【题目】Cu2O可用于制作船底防污漆，某学习小组探究制备Cu2O的方法。
（查阅资料）① CuSO4与Na2SO3溶液混合可制备Cu2O。② Cu2O为砖红色固体；酸性条件下生成Cu2+和Cu。
③ Cu2O和Cu(SO3)23－可以相互转化 Cu2O
Cu(SO3)23-(无色)
(1)配制0.25 mol·L－1CuSO4溶液和0.25 mol·L－1 Na2SO3溶液。测得CuSO4溶液pH=4，Na2SO3溶液pH=9。用离子方程式表示CuSO4溶液pH=4的原因_______。
(2)完成CuSO4溶液和Na2SO3溶液反应制Cu2O的离子方程式： ____Cu2++ ____SO32－+ ____ =____Cu2O↓+ ____ + ____HSO3－
（实验探究）
操作 | 现象 |
| i 有黄色沉淀出现，随着 Na2SO3溶液的滴入，沉淀增加，当加到5 mL时，溶液的蓝色消失。 ii 将试管加热，黄色沉淀变为砖红色，有刺激性气味气体产生。 iii在加热条件下，继续滴入Na2SO3溶液，砖红色沉淀减少，当1加到10 mL时，沉淀完全溶解，得无色溶液。 |
(3)证明ii中砖红色沉淀是Cu2O的实验方案是_______。
(4)经检验i中黄色沉淀含有Cu2SO3，ii中沉淀由黄色变砖红色的化学方程式是______。
(5)iii中砖红色沉淀消失的原因是_______。
(6)在加热条件下，若向2 mL 0.25 mol·L－1Na2SO3溶液中滴加0.25 mol·L－1CuSO4溶液至过量，预期观察到的现象是_______。
(7)由上述实验得出结论：CuSO4溶液和Na2SO3溶液反应制备Cu2O，应控制的条件是_______、_______。
【答案】Cu2++2H2O
Cu(OH)2+2H+ 2 5 2H2O 1 1SO42－ 4 取少量砖红色沉淀于试管中，加入稀硫酸，溶液变为蓝色，说明砖红色沉淀是Cu2O Cu2SO3
Cu2O+SO2↑ Cu2O转化得无色Cu(SO3)23－ 开始先产生沉淀，振荡后溶解，后来产生砖红色沉淀，且沉淀不消失 反应温度； CuSO4和Na2SO3的物质的量之比
【解析】
（1）铜离子水解显酸性；
（2）化合价升高和降低的总数相等；
（3）Cu2O+H2SO4=CuSO4+Cu+H2O；
（4）Cu2SO3易分解生成氧化亚铜；
（5）Cu2O能与Na2SO3反应生成Cu（SO3）23-；
（6）CuSO4溶液和Na2SO3溶液反应生成Cu2O；
（7）CuSO4溶液和Na2SO3溶液反应得到Cu2O，Cu2O和亚硫酸铜反应生成无色Cu（SO3）23-。
（1）硫酸铜是强酸弱碱盐，Cu2＋水解导致溶液显酸性，所以用离子方程式表示CuSO4溶液pH=4的原因是Cu2++2H2O
Cu(OH)2+2H+，故答案为：Cu2++2H2OCu(OH)2+2H+。
（2）根据方程式提供的信息，Cu2＋体现氧化性，得电子生成Cu2O，SO32-则具有还原性，失电子生成SO42-，根据化合价升降相等，然后根据电荷守恒和原子守恒配平，得到的离子方程式为2Cu2＋+5SO32-+2H2O =Cu2O+SO42-+4HSO3-，故答案为：2，5，2H2O，1，1SO42－，4。
（3）根据信息②可知，在酸性条件下Cu2O可发生歧化反应生成Cu2+和Cu，所以证明ii中砖红色沉淀是Cu2O的实验方案是取少量砖红色沉淀于试管中，加入稀硫酸，溶液变为蓝色，说明砖红色沉淀是Cu2O，故答案为：取少量砖红色沉淀于试管中，加入稀硫酸，溶液变为蓝色，说明砖红色沉淀是Cu2O。
（4）据题意，经检验i中黄色沉淀含有Cu2SO3，ii中Cu2SO3沉淀在加热的条件下发生分解反应生成砖红色Cu2O，并且有刺激性气味气体产生，该气体为SO2，则反应的方程式是Cu2SO3
Cu2O+SO2↑，故答案为：Cu2SO3Cu2O+SO2↑。
（5）通过资料③提供的信息，Cu2O和Cu(SO3)23－可以相互转化，Cu2O
Cu(SO3)23-(无色)，SO32-浓度升高，平衡正移，生成无色的Cu(SO3)23-，沉淀消失，故答案为：Cu2O转化得无色Cu(SO3)23－。
（6）此问中实验过程和原题操作不同的地方是Na2SO3溶液和CuSO4溶液的滴加顺序，先看到的是CuSO4少量时的现象，对应原题中iii的“沉淀溶解，无色溶液
（7）对比原实验中i和ii，可证明“加热”是产生砖红色沉淀的必要条件。对比原实验ii和iii以及（6）中过程，可证明加入过量的Na2SO3时无Cu2O产生。另外如果Na2SO3加入量过少，则认为还原剂量少，生成Cu2O量不足，CuSO4和Na2SO3的物质的量之比是产生砖红色沉淀的必要条件，故答案为：反应温度；CuSO4和Na2SO3的物质的量之比。
