Question

氧化亚铜是一种重要工业原料，可用于制造船舶底漆、玻璃颜料、电镀工业等．已知氧化亚铜能发生如下反应：Cu₂O+2H⁺=Cu+Cu²⁺+H₂O．回答以下问题：
（1）亚硫酸钠还原法是生产氧化亚铜的重要方法，流程示意如下（图1）：
反应原理：2CuSO₄+3Na₂SO₃=Cu₂O↓+3Na₂SO₄+2SO₂↑
①反应过程中溶液pH将

 

（填“变大”、“变小”、“不变”）；
②如果反应时溶液pH过小，会导致产品纯度下降，原因是

 

；
③反应过程中产生二氧化硫可以循环利用，因此应该选用

 

溶液来吸收它．
（2）电解法也可以生产氧化亚铜，装置示意图（图2），总反应为：2Cu+H₂O=Cu₂O+H₂↑该装置中，电极X的料可以是

 

；Y电极反应式

 

（3）Cu₂O重要用途之一是半导体光催化剂．在氧化亚铜催化和光照作用下，可以使废水中的Cr₂O₇^2-发生如下反应：

 

Cr₂O₇^2-+

 

H⁺-

 

Cr³⁺+

 

O₂↑+

 

H₂O
①配平上述反应方程式；
②若溶液中不存在

 

，证明Cr₂O₇^2-转化为Cr³⁺时Cu₂O作催化剂而不是还原剂．

Answer 1

考点：铜金属及其重要化合物的主要性质,氧化还原反应方程式的配平,电解原理

专题：几种重要的金属及其化合物

分析：（1）①2CuSO₄+3Na₂SO₃=Cu₂O↓+3Na₂SO₄+2SO₂↑SO₂溶于水生成亚硫酸；
②酸性较强时发生反应：Cu₂O+2H⁺=Cu+Cu²⁺+H₂O，生成的铜降低了Cu₂O纯度；
③二氧化硫与氢氧化钠溶液反应生成亚硫酸钠溶液；
（2）X电极与直流电源正极相连为阳极，则Y电极为阴极，由总反应式：2Cu+H₂O=Cu₂O+H₂↑可知，铜化合价升高，失去电子，因此铜作阳极，水电离的氢氧根离子在阴极得电子发生还原反应；
（3）①根据化合价升降配平Cr³⁺和O₂的化学计量数，然后根据原子守恒配平全部；
②Cr₂O₇^2-具有强氧化性，Cu₂O具有强还原性，若Cu₂O作还原剂则有Cu²⁺生成．

解答： 解：（1）①2CuSO₄+3Na₂SO₃=Cu₂O↓+3Na₂SO₄+2SO₂↑SO₂溶于水生成亚硫酸，亚硫酸电离生成氢离子，增大了氢离子浓度，PH变小，
故答案为：变小；
②酸性较强时发生反应：Cu₂O+2H⁺=Cu+Cu²⁺+H₂O，生成的铜降低了Cu₂O纯度，
故答案为：酸性较强时Cu₂O+2H⁺=Cu+Cu²⁺+H₂O生成的铜降低了Cu₂O纯度；
③生产氧化亚铜的重要方法是亚硫酸钠还原法，二氧化硫与氢氧化钠溶液反应生成亚硫酸钠溶液，因此应该选用氢氧化钠溶液吸收二氧化硫，
故答案为：氢氧化钠；
（2）由总反应式：2Cu+H₂O=Cu₂O+H₂↑可知，铜化合价由0升高到+1，失去电子，因此铜作阳极，X电极与直流电源正极相连为阳极；水电离的氢氧根离子在阴极得电子发生还原反应，阴极Y电极反应式为：
4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑，
故答案为：铜；4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑；
（3）①Cr化合价由+6降低到+3，生成一个Cr³⁺化合价升高3，O化合价由-2升高到0价，生成一个氧气化合价升高2×2=4，根据化合价升降相等，Cr³⁺和O₂的化学计量数分别
为4、3，依据Cr守恒，Cr₂O₇^2-的化学计量数是2，依据O守恒，H₂O的化学计量数为8，依据H守恒，H⁺的化学计量数为16，
故答案为：2；16；4；3；8；
②Cr₂O₇^2-具有强氧化性，Cu₂O具有强还原性，若Cu₂O作还原剂则有Cu²⁺生成，若无Cu²⁺生成则证明Cu₂O不作还原剂，只是催化剂，
故答案为：Cu²⁺．

点评：本题考查铜及其重要化合物的性质，侧重于电解原理和氧化还原反应配平的应用，培养了信息提取、分析问题解决问题的能力，试题难度中等．