题目内容

8．Cu2O为暗红色固体，有毒，它是一种用途广泛的材料． Y已知：①Cu2O溶于硫酸，立即发生反应：Cu2O+2H+=Cu2++Cu+H2O  ②部分难溶物的颜色和常温下的Ksp如下表所示：
 Cu（OH）2CuOHCuClCu2O
颜色蓝色黄色白色砖红色
Ksp（25）1.6×10-191.0×10-141.2×10-6 
（Ⅰ） 某同学利用乙醛与新制氢氧化铜加热制的砖红色沉淀．
①乙醛与新制氢氧化铜反应生成砖红色沉淀的化学方程式为2Cu（OH）2+NaOH+CH3CHO$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Cu2O↓+CH3COONa+3H2O．
②砖红色沉淀加入稀硫酸，现象为溶液由无色变为蓝色，有红色不溶物． 
③砖红色沉淀加入浓盐酸，完全溶解得到无色溶液；若改加稀盐酸，则得到白色沉淀，其离子方程式为Cu2O+2H++2Clˉ=2CuCl↓+H2O．
（Ⅱ） Cu2O常用电解法制备，流程如下：

（1）精制食盐水需要除去其中的钙镁离子，依次加入的试剂为NaOH、Na2CO3、HCl．
（2）实验室模拟电解装置如图，观察的现象如下所示：
①开始无明显现象，随后液面以下的铜棒表面逐渐变暗；
②5min后，b极附近开始出现白色沉淀，并逐渐增多，且向a极扩散；
③10min后，最靠近a极的白色沉淀开始变成红色；
④12min后，b极附近的白色沉淀开始变成黄色，然后逐渐变成橙黄色；
⑤a极一直有大量气泡产生；
⑥停止电解，将U形管中悬浊液静置一段时间后，上层溶液呈无色，没有出现蓝色，下层沉淀全部显砖红色．
则：ⅰ）电解池的阳极反应式为Cu+Cl--e-=CuCl↓．ⅱ）b极附近的白色沉淀开始变成黄色，颜色变化的离子方程式为CuCl+OH-=CuOH+Cl-．
此时溶液中c（OH-）/c（Cl-）=8.3×10-9．
（3）Cu2O在潮湿空气中容易被氧气氧化为CuO而变质，请设计实验方案检验其是否变质：加入足量浓盐酸，溶液变为绿色，则含有CuO．

分析 （Ⅰ）①乙醛能被新制氢氧化铜氧化成乙酸，同时生成氧化亚铜；
②砖红色沉淀为氧化亚铜，氧化亚铜在稀硫酸溶液中发生自身氧化还原生成硫酸铜和铜单质；
③氧化亚铜与稀盐酸反应生成氯化亚铜白色沉淀；
（Ⅱ）（1）精制食盐水需要除去其中的钙镁离子，可以先加所氢氧化钠将镁离子沉淀，再加碳酸钠将钙离子沉淀，过滤后在滤液中再加稀盐酸将前面过量的氢氧化钠和碳酸钠反应掉，据此答题；
（2）电解时铜做阳极，铜失去电子发生氧化反应生成亚铜离子，根据题中提供的物质的颜色及离子沉淀的pH值可以推知，亚铜离子与溶液中的氯离子反应生成氯化亚铜沉淀，在碱性环境中氯化亚铜可以转化成氢氧化亚铜，氢氧化亚铜可以分解成氧化亚铜，根据c（OH-）/c（Cl-）=$\frac{c（OH{\;}^{-）}c（C{u}^{+}）}{c（C{l}^{-}）c（C{u}^{+}）}$=$\frac{Ksp（CuOH）}{Ksp（CuCl）}$进行计算；
（3）根据Cu2O加入浓盐酸，完全溶解得到无色溶液，CuO加入浓盐酸，完全溶解得到绿色溶液，进行判断．

解答 解：（Ⅰ）①乙醛能被新制氢氧化铜氧化成乙酸，同时生成氧化亚铜，反应的方程式为2Cu（OH）2+NaOH+CH3CHO$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Cu2O↓+CH3COONa+3H2O，
故答案为：2Cu（OH）2+NaOH+CH3CHO$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Cu2O↓+CH3COONa+3H2O；
②砖红色沉淀为氧化亚铜，氧化亚铜在稀硫酸溶液中发生自身氧化还原生成硫酸铜和铜单质，所以反应现象为溶液由无色变为蓝色，有红色不溶物，
故答案为：溶液由无色变为蓝色，有红色不溶物；
③氧化亚铜与稀盐酸反应生成氯化亚铜白色沉淀，反应的离子方程式为Cu2O+2H++2Clˉ=2CuCl↓+H2O，
故答案为：Cu2O+2H++2Clˉ=2CuCl↓+H2O；
（Ⅱ）（1）精制食盐水需要除去其中的钙镁离子，可以先加所氢氧化钠将镁离子沉淀，再加碳酸钠将钙离子沉淀，过滤后在滤液中再加稀盐酸将前面过量的氢氧化钠和碳酸钠反应掉，所以依次加入的试剂为NaOH、Na2CO3、HCl，
故答案为：NaOH、Na2CO3、HCl；
（2）ⅰ）电解时铜做阳极，铜失去电子发生氧化反应生成亚铜离子，电极反应式为Cu+Cl--e-=CuCl↓，
故答案为：Cu+Cl--e-=CuCl↓；
ⅱ）根据题中提供的物质的颜色及离子沉淀的pH值可以推知，亚铜离子与溶液中的氯离子反应生成氯化亚铜沉淀，在碱性环境中氯化亚铜可以转化成氢氧化亚铜，反应的离子方程式为CuCl+OH-=CuOH+Cl-，氢氧化亚铜可以分解成氧化亚铜，白色沉淀变成黄色的过程中c（OH-）/c（Cl-）=$\frac{c（OH{\;}^{-）}c（C{u}^{+}）}{c（C{l}^{-}）c（C{u}^{+}）}$=$\frac{Ksp（CuOH）}{Ksp（CuCl）}$=$\frac{1.0×10{\;}^{-14}}{1.2×10{\;}^{-6}}$=8.3×10-9，
故答案为：CuCl+OH-=CuOH+Cl-；8.3×10-9；
（3）根据Cu2O加入浓盐酸，完全溶解得到无色溶液，CuO加入浓盐酸，完全溶解得到绿色溶液，所以设计实验方案为加入足量浓盐酸，溶液变为绿色，则含有 CuO，
故答案为：加入足量浓盐酸，溶液变为绿色，则含有 CuO．

点评 本题考查了铜及其化合物性质的分析判断、电解原理的分析应用、沉淀的转化，主要是电解池原理分析及沉淀转化的计算应用，掌握基础以及灵活运用题中信息是解题的关键，题目难度中等．

练习册系列答案
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