Question

4．氧化亚铜（Cu₂O）作为一种重要的无机化工原料，在涂料、有色玻璃和催化剂等领域有着广泛的用途．回答下列问题：
（1）添加Cu₂O的涂料或玻璃显砖红色．
（2）制备氧化亚铜的方法之一是用铜作阳极电解NaCl和NaOH混合溶液，其原理如图所示．
①阴极的电极反应式为2H₂O+2e^-=H₂↑+2OH^-．
②溶液中CuCl${\;}_{n}^{1-n}$转化为Cu₂O的离子方程式为CuCl_n^1-n+2OH^-=Cu₂O↓+H₂O+2nCl^-．
（3）工业生产中常采用高温煅烧氧化铜粉末制备Cu₂O，但所得产品中会有一定量CuO，测定产品中Cu₂O的含量常用滴定法，其原理为：
样品溶解：Cu₂O+Fe₂（SO₄）₃+H₂SO₄═2FeSO₄+2CuSO₄+H₂O
滴定（未配平）：10FeSO₄+2KMnO₄+8H₂SO₄═Fe₂（SO₄）₃+2MnSO₄+1K₂SO₄+8H₂O
①配平滴定反应的化学方程式．
②滴定时，KMnO₄溶液盛放在酸式（填“酸式”或“碱式”）滴定管中．
③若产品质量为1.0g，滴定时消耗0.10mol•L^-1的KMnO₄标准溶液20.00mL，则产品中Cu₂O的质量分数为72%．

Answer 1

分析 （1）根据氧化亚铜的颜色确定添加Cu₂O的涂斜或玻璃的颜色即可；
（2）①在电解池的阴极上是溶液中的阳离子发生得电子的还原反应，根据放电顺序来回答；
②在碱性环境下，CuCl_n^1-n和氢氧根离子之间发生反应得到转红色沉淀，据此书写离子方程式；
（3）①反应中化合价升高的元素是Fe，化合价降低的元素是Mn，根据电子守恒来配平方程式即可；
②高锰酸钾具有强氧化性，据此选择滴定管；
③根据发生的反应找到Cu₂O和KMnO₄之间的关系式，进行相应的计算即可．

解答 解：（1）氧化亚铜的颜色是砖红色，所以添加Cu₂O的涂斜或玻璃显砖红色，
故答案为：砖红；
（2）①在电解池的阴极上是溶液中的阳离子发生得电子的还原反应，根据放电顺序，发生的反应为：2H₂O+2e^-=H₂↑+2OH^-，
故答案为：2H₂O+2e^-=H₂↑+2OH^-；
②在碱性环境下，CuCl_n^1-n和氢氧根离子之间发生反应得到转红色沉淀，离子方程式CuCl_n^1-n+2OH^-=Cu₂O↓+H₂O+2nCl^-，
故答案为：CuCl_n^1-n+2OH^-=Cu₂O↓+H₂O+2nCl^-；
（3）①反应FeSO₄+KMnO₄+H₂SO₄→Fe₂（SO₄）₃+MnSO₄+K₂SO₄+H₂0中化合价升高的元素是Fe，共升高2价，化合价降低的元素是Mn，降低5价，根据电子守恒，含锰元素的物质前边系数是2，铁原子数是10，硫酸亚铁前边是10，硫酸铁前边是5，根据元素守恒，配平其他物质，结果为：10FeSO₄+2KMnO₄+8H₂SO₄═5Fe₂（SO₄）₃+2MnSO₄+K₂SO₄+8H₂0，
故答案为：10；2；8；5；2；1；8；
②高锰酸钾具有强氧化性，应该选择酸式滴定管，
故答案为：酸式；
③根据发生的反应Cu₂O+Fe₂（SO₄）₃+H₂SO₄═2FeSO₄+2CuSO₄+H₂O、10FeSO₄+2KMnO₄+8H₂SO₄═5Fe₂（SO₄）₃+2MnSO₄+K₂SO₄+8H₂0，找到Cu₂O和KMnO₄之间的关系为：Cu₂O～$\frac{2}{5}$KMnO₄，产品质量为1.0g，滴定时消耗0.10mol•L^-1的KMnO₄标准溶液20.00mL，則产品中Cu₂O的物质的量是$\frac{0.1×0.02}{0.4}$mol=0.005mol，质量分数是$\frac{0.005mol×144g/mol}{1.0g}$×100%=72%．
故答案为：72%．

点评 本题综合考查学生电解原理的应用、电极反应式的书写、氧化还原反应的配平以及物质含量的测定等知识，属于综合知识的考查，题目难度较大．