题目内容
2．CuSO4溶液是中学化学及工农业生产中常见的一种试剂．（1）某同学配制CuSO4溶液时，需加入一定量的硫酸溶液，用离子方程式说明其原因是Cu2++2H2O?Cu（0H）2+2H+．
（2）该同学利用制得的CuSO4溶液，进行以下实验探究．
①图一是根据反应Zn+CuSO4=Cu+ZnSO4设计成的锌铜原电池．电解质溶液甲是ZnSO4（填“ZnSO4”或“CuSO4”）溶液；Cu极的电极反应式是Cu2++2e-=Cu．
②图二中，I是甲烷燃料电池（电解质溶液为KOH溶液）的结构示意图，该同学想在II中实现铁上镀铜，则b处通入的是O2（填“CH4”或“O2”），a处电极上发生的电极反应式是CH4-8e-+10OH-=CO32-+7H2O．若把II中电极均换为惰性电极，电解时的化学反应方程式为2CuSO4+2H2O$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$2Cu+O2↑+2H2SO4．若把II中电极均换为惰性电极，电解液换为含有0.04molCuSO4和0.04mol NaCl的混合溶液400mL，当阳极产生的气体为672mL（标准状况下）时，溶液的pH1（假设电解后溶液体积不变）．
（3）将蓝矾（CuSO4•5H2O）、生石灰和水按一定比例混合，即可得到波尔多液（杀菌剂），其有效成分为难溶的碱式硫酸铜[xCuSO4•yCu（OH）2]．为测定某碱式硫酸铜的组成进行了如下实验：取等质量的碱式硫酸铜样品两份，一份滴加稀盐酸至恰好完全溶解，另一份高温灼烧后只得到CuO固体．所得数据显示n（HCl）：n（CuO）=3：2，则该碱式硫酸铜的化学式中x：y=1：3．
分析 （1）硫酸中氢离子抑制铜离子水解；
（2）①甲中不能发生化学反应，甲中电极为Zn，为负极，则Cu为正极，铜离子得到电子；
②实现铁上镀铜，Cu为阳极，则b为正极，a为负极，甲烷失去电子；把Ⅱ中电极均换为惰性电极，电极硫酸铜生成Cu、氧气、硫酸；
结合2CuSO4+2H2O$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$2Cu+O2↑+2H2SO4，2NaCl+2H2O$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$2NaOH+H2↑+Cl2↑，阳极生成的气体为氧气、氯气，结合离子的放电顺序可知，先生成氯气，结合电子守恒来计算；
（3）利用xCuSO4•yCu（OH）2～yCuCl2～2yHCl～（x+y）CuO，结合n（HCl）：n（CuO）=3：2来计算．
解答 解：（1）硫酸中氢离子抑制铜离子水解，离子反应为Cu2++2H2O?Cu（0H）2+2H+，故答案为：Cu2++2H2O?Cu（0H）2+2H+；
（2）①甲中不能发生化学反应，甲中电极为Zn，为负极，电解质溶液甲是ZnSO4，则Cu为正极，铜离子得到电子，电极反应为Cu2++2e-=Cu，
故答案为：ZnSO4；Cu2++2e-=Cu；
②实现铁上镀铜，Cu为阳极，则b为正极，通入的气体O2，a为负极，甲烷失去电子，电极反应为CH4-8e-+10OH-=CO32-+7H2O；把Ⅱ中电极均换为惰性电极，电极硫酸铜生成Cu、氧气、硫酸，电解反应为2CuSO4+2H2O$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$2Cu+O2↑+2H2SO4；
由离子的放电顺序可知，先生成氯气，阳极生成的气体为氧气、氯气，阳极产生的气体为672mL，n=0.03mol，
2NaCl+2H2O$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$2NaOH+H2↑+Cl2↑，
2CuSO4+2H2O$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$2Cu+O2↑+2H2SO4，
阳极生成0.03mol的气体，其中先是氯离子失电子，0.04mol氯离子失去0.04mol电子，生成0.02mol的氯气，另外的0.01mol气体是氢氧根离子失电子生成的氧气，可知0.04mol氢氧根失去0.04mol电子，电子共失去0.08mol；同时在阴极铜离子得电子，0.08mol电子刚好还原出0.04mol铜，这样就没有氢离子得电子，即在阳极电解掉0.04mol氢氧根离子，也就是留下了0.04mol氢离子，氢离子浓度为$\frac{0.04mol}{0.4L}$=0.1mol/L，pH=1，
故答案为：O2；CH4-8e-+10OH-=CO32-+7H2O；2CuSO4+2H2O$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$2Cu+O2↑+2H2SO4；1；
（3）由xCuSO4•yCu（OH）2～yCuCl2～2yHCl～（x+y）CuO，
n（HCl）：n（CuO）=3：2，则2y：（x+y）=3：2，
解得x：y=1：3，故答案为：1：3．
点评 本题主要考查原电池及利用守恒法的计算，题目综合性较大，涉及盐类水解、原电池、电解池、利用关系式计算等，注重对高考常考考点的考查，且注重知识的迁移和能力提升的训练，题目难度中等．
教学练新同步练习系列答案
课前课后同步练习系列答案
课堂小作业系列答案| A． | 金属氧化物是碱性氧化物，酸性氧化物都不能与酸反应 | |
| B． | 明矾[KAl（SO4）2•12H2O]在水中能形成Al（OH）3胶体，可用作净水剂 | |
| C． | ClO2气体中氯元素显+4价，具有强氧化性，其消毒效率（单位体积气体得到电子的数目）是Cl2的5倍 | |
| D． | 雷雨过后感觉空气清新是因为在闪电时发生反应：N2+O2$\frac{\underline{\;放电\;}}{\;}$2NO，使空气中含有一定量的NO |
| A． | SO2、SO3都是极性分子 | |
| B． | 元素电负性越大的原子，吸引电子能力越强 | |
| C． | 非极性键可以存在于化合物中 | |
| D． | 离子化合物的熔点不一定比共价化合物的高 |
（1）第一份加入AgNO3溶液有沉淀产生
（2）第二份加足量NaOH溶液加热后，收集到气体0.04mol
（3）第三份加足量BaCl2溶液后，得干燥沉淀6.27g，经足量盐酸洗涤、干燥后，沉淀质量为2.33g．
根据上述实验，以下推测正确的是（ ）
| A． | K+一定存在 | B． | 100mL溶液中含0.01mol CO32- | ||
| C． | Ba2+一定不存在，Mg2+可能存在 | D． | Cl-一定存在 |
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．试推测试剂A和B各是什么？（不一定填满，最少2组）
| 固体试剂A | 液体试剂B | |
| ① | ||
| ② | ||
| ③ | ||
| ④ |
| A． | 在放电条件下，N2和O2可直接化合生成NO | |
| B． | NO气体难溶于水 | |
| C． | 打开盛NO气体的瓶盖，立即看到瓶口有红棕色气体生成 | |
| D． | NO是红棕色气体 |
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