题目内容
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 ．
（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 （填“ZnSO4”或“CuSO4”）溶液；Cu极的电极反应式是 ．
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 （填“CH4”或“O2”），a处电极上发生的电极反应式是 ．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 ．若把II中电极均换为惰性电极，电解液换为含有0.04molCuSO4和0.04molNaCl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pH= （假设电解后溶液体积不变）．
（3）将蓝矾、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= ．
【答案】分析：（1）铜离子水解，加硫酸抑制水解；
（2）①负极为Zn，电解质溶液中含锌离子；Cu为正极，得到电子发生还原反应；
②铁上镀铜，则Cu为阳极，Cu电极与b相连，b为原电池的正极，a为负极；惰性电极电解硫酸铜溶液生成硫酸、Cu、氧气；II中电极均换为惰性电极，电解液换为含有0.04molCuSO4和0.04molNaCl的混合溶液400mL，阳极发生2Cl--2e-=Cl2↑、4OH--4e-=2H2O+O2↑，阳极产生的气体为672mL为氯气和氧气，以此计算；
（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）铜离子水解，加硫酸抑制水解，水解离子反应为Cu2++2H2O
Cu（OH）2+2H+，故答案为：Cu2++2H2O
Cu（OH）2+2H+；
（2）①负极为Zn，电解质溶液中含锌离子，则电解质溶液甲为ZnSO4，Cu为正极，得到电子发生还原反应，电极反应为Cu2++2e-=Cu，故答案为：ZnSO4；Cu2++2e-=Cu；
②铁上镀铜，则Cu为阳极，Cu电极与b相连，b为原电池的正极，即b处通入O2，a处电极上发生的电极反应式是CH4-8e-+10OH-=CO32-+7H2O，
惰性电极电解硫酸铜溶液生成硫酸、Cu、氧气，该电解反应为2CuSO4+2H2O
2Cu+O2↑+2H2SO4，
II中电极均换为惰性电极，电解液换为含有0.04molCuSO4和0.04molNaCl的混合溶液400mL，阳极发生2Cl--2e-=Cl2↑、4OH--4e-=2H2O+O2↑，阳极产生的气体为672mL为氯气和氧气，
气体的总物质的量为
=0.03mol，由2Cl--2e-=Cl2↑可知，氯气为0.02mol，所以氧气为0.01mol，由4OH--4e-=2H2O+O2↑～4H+，n（H+，）=0.04mol，c（H+，）=
=0.1mol/L，所以pH=1，
故答案为：O2；CH4-8e-+10OH-=CO32-+7H2O；2CuSO4+2H2O
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．
（2）①负极为Zn，电解质溶液中含锌离子；Cu为正极，得到电子发生还原反应；
②铁上镀铜，则Cu为阳极，Cu电极与b相连，b为原电池的正极，a为负极；惰性电极电解硫酸铜溶液生成硫酸、Cu、氧气；II中电极均换为惰性电极，电解液换为含有0.04molCuSO4和0.04molNaCl的混合溶液400mL，阳极发生2Cl--2e-=Cl2↑、4OH--4e-=2H2O+O2↑，阳极产生的气体为672mL为氯气和氧气，以此计算；
（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）铜离子水解，加硫酸抑制水解，水解离子反应为Cu2++2H2O
Cu（OH）2+2H+，故答案为：Cu2++2H2OCu（OH）2+2H+；（2）①负极为Zn，电解质溶液中含锌离子，则电解质溶液甲为ZnSO4，Cu为正极，得到电子发生还原反应，电极反应为Cu2++2e-=Cu，故答案为：ZnSO4；Cu2++2e-=Cu；
②铁上镀铜，则Cu为阳极，Cu电极与b相连，b为原电池的正极，即b处通入O2，a处电极上发生的电极反应式是CH4-8e-+10OH-=CO32-+7H2O，
惰性电极电解硫酸铜溶液生成硫酸、Cu、氧气，该电解反应为2CuSO4+2H2O
2Cu+O2↑+2H2SO4，II中电极均换为惰性电极，电解液换为含有0.04molCuSO4和0.04molNaCl的混合溶液400mL，阳极发生2Cl--2e-=Cl2↑、4OH--4e-=2H2O+O2↑，阳极产生的气体为672mL为氯气和氧气，
气体的总物质的量为
=0.03mol，由2Cl--2e-=Cl2↑可知，氯气为0.02mol，所以氧气为0.01mol，由4OH--4e-=2H2O+O2↑～4H+，n（H+，）=0.04mol，c（H+，）==0.1mol/L，所以pH=1，故答案为：O2；CH4-8e-+10OH-=CO32-+7H2O；2CuSO4+2H2O
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．
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