Question

研究銅及其化合物具有十分重要意義．
（1）Cu₂S能與硝酸反應(yīng)．與稀硝酸反應(yīng)的化學(xué)方程式為3Cu₂S+16HNO₃═3Cu（NO₃）₂+3CuSO₄+10NO+8H₂O
反應(yīng)中的還原劑是

 

，當(dāng)有160gCu₂S反應(yīng)時(shí)．轉(zhuǎn)移的電子總數(shù)為

 

．
（2）銅不溶于稀硫酸．可溶于鐵鹽溶液，現(xiàn)將一定量的銅加入到200mL稀硫酸和硫酸鐵的混合溶液中．銅溶解：
①銅溶于鐵鹽的離子方程式為

 

．
②某同學(xué)將該反應(yīng)設(shè)計(jì)成如圖裝置．Y極的電極反應(yīng)式為

 

．鹽橋中陰離子移向

 

溶液．
（3）納米Cu₂O是一種用途廣泛的光電材料．以銅為電極，以氫氧化鈉溶液為電解質(zhì)溶液進(jìn)行電解可制得Cu₂O，陽(yáng)極的電極反應(yīng)式為

 

．
（4）1.6000g CuSO₄?5H₂O晶體加熱受熱分解過(guò)程的樣品質(zhì)量隨溫度變化曲線如圖2所示，270℃固體物質(zhì)的化學(xué)式為

 

，將0.1mol CuSO₄?5H₂O配成100mL溶液，用惰性電極電解，當(dāng)電解過(guò)程中轉(zhuǎn)移0.3mol電子時(shí)，加入下列物質(zhì)能恢復(fù)至原來(lái)濃度和pH的物質(zhì)是（填序號(hào)）

 

．
a、CuO     b、Cu（OH）₄  c、CuSO₄ d、Cu₂（OH）₂CO₃

Answer 1

考點(diǎn)：銅金屬及其重要化合物的主要性質(zhì),原電池和電解池的工作原理

專題：元素及其化合物

分析：（1）依據(jù)化學(xué)方程式中 元素化合價(jià)變化分析，元素化合價(jià)升高的失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，做還原劑，依據(jù)n=

m

M

計(jì)算物質(zhì)的量結(jié)合元素化合價(jià)變化計(jì)算反應(yīng)的電子轉(zhuǎn)移；
（2）若欲在如圖所示的裝置中發(fā)生銅溶于鐵鹽的反應(yīng)，依據(jù)電子流向，X做負(fù)極失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，銅電極是負(fù)極，不如銅活潑的金屬或?qū)щ姷姆墙饘僮髡龢O，Y為負(fù)極，溶液中鐵離子得到電子發(fā)生還原反應(yīng)；依據(jù)電解質(zhì)溶液中電荷守恒分析鹽橋中陰離子移向方向；
（3）以銅為電極，以氫氧化鈉溶液為電解質(zhì)溶液進(jìn)行電解可制得Cu₂O，陽(yáng)極銅失電子在堿溶液中中生成氧化亞銅，結(jié)合電荷守恒書(shū)寫(xiě)電極反應(yīng)；
（4）由圖分析可知，CuSO₄?5H₂O受熱到102℃時(shí)開(kāi)始脫水分解，113℃時(shí)可得到較穩(wěn)定的一種中間物，到258℃時(shí)才會(huì)繼續(xù)分解．在258℃時(shí)失去的水的質(zhì)量為1.600g-1.0240g=0.576g，根據(jù)相應(yīng)的化學(xué)方程式即可確定此時(shí)固體物質(zhì)的化學(xué)式；依據(jù)電解原理和電極反應(yīng)分析判斷生成產(chǎn)物，結(jié)合電子守恒計(jì)算，根據(jù)出什么加什么的原則判斷加入物質(zhì)恢復(fù)原濃度；

解答： 解：（1）3Cu₂S+16HNO₃═3Cu（NO₃）₂+3CuSO₄+10NO+8H₂O，反應(yīng)中銅元素化合價(jià)+1價(jià)變化為+2價(jià)，硫元素化合價(jià)-2價(jià)變化為+6價(jià)，硝酸中氮元素化合價(jià)+5價(jià)變化為+2價(jià)，所以Cu₂S在反應(yīng)中做還原劑，每3molCu₂S反應(yīng)電子轉(zhuǎn)移30mol，160gCu₂S物質(zhì)的量=

160g

160g/mol

=1mol，則1molCu₂S反應(yīng)電子轉(zhuǎn)移10mol，電子數(shù)為6.02×10²⁴ ；
故答案為：Cu₂S，6.02×10²⁴ ；
（2）①銅溶于鐵鹽是亞鐵離子和銅離子，反應(yīng)的離子方程式為：2Fe³⁺+Cu=2Fe²⁺+Cu²⁺；
故答案為：2Fe³⁺+Cu=2Fe²⁺+Cu²⁺；
②若欲在如圖所示的裝置中發(fā)生銅溶于鐵鹽的反應(yīng)，依據(jù)電子流向，X做負(fù)極失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，銅電極是負(fù)極，不如銅活潑的金屬或?qū)щ姷姆墙饘僮髡龢O，Y為負(fù)極，溶液中鐵離子得到電子發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)為；Fe³⁺+e^-=Fe²⁺，依據(jù)電解質(zhì)溶液中電荷守恒分析，銅電極生成銅離子進(jìn)入溶液中，鹽橋中陰離子移向硫酸銅溶液；
故答案為：Fe³⁺+e^-=Fe²⁺，硫酸銅；
（3）納米Cu₂O是一種用途廣泛的光電材料．以銅為電極，以氫氧化鈉溶液為電解質(zhì)溶液進(jìn)行電解可制得Cu₂O，陽(yáng)極的電極反應(yīng)式為：2Cu+2OH^--2e^-=Cu₂O+H₂O；
故答案為：2Cu+2OH^--2e^-=Cu₂O+H₂O；
（4）CuSO₄?5H₂O受熱到102℃時(shí)開(kāi)始脫水分解，113℃時(shí)可得到較穩(wěn)定的一種中間物，到258℃時(shí)才會(huì)繼續(xù)分解．在200℃時(shí)失去的水的質(zhì)量為0.80g-0.57g=0.23g，
根據(jù)反應(yīng)的化學(xué)方程式：
CuSO₄?5H₂O

△   .

CuSO₄?（5-n）H₂O+nH₂O
250                              18n
1.60g                           1.60g-1.024g=0.576g
解得n=5，
270℃時(shí)該固體物質(zhì)的化學(xué)式為CuSO₄，
故答案為CuSO₄；
將0.1mol CuSO₄?5H₂O配成100mL溶液，溶液中銅離子物質(zhì)的量0.1mol，用惰性電極電解，當(dāng)電解過(guò)程中轉(zhuǎn)移0.3mol電子時(shí)，
陽(yáng)極電極反應(yīng)：4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑
          0.3mol  0.3mol
陰極電極反應(yīng)：Cu²⁺+2e^-=Cu 
           0.1mol  0.2mol
            2H⁺+2e^-=H₂↑
        0.1mol  0.1mol 
電解過(guò)程為電解電解質(zhì)為0.1mol硫酸銅溶液，電解0．，05mol水，銅硫酸銅和水物質(zhì)的量之比為2：1，加入CuO，水不足，加入Cu（OH）₂，硫酸銅物質(zhì)的量和水之比為1：2，不符合，加入硫酸銅只能恢復(fù)溶質(zhì)，電解的水不能恢復(fù)，加入Cu₂（OH）₂CO₃ ，加入的硫酸銅和水物質(zhì)的量為2：1，能恢復(fù)原溶液濃度；
加入下列物質(zhì)能恢復(fù)至原來(lái)濃度和pH的物質(zhì)為Cu₂（OH）₂CO₃ ；
故答案為：d；

點(diǎn)評(píng)：本題考查了銅及其化合物性質(zhì)的分析判斷，電解原理的分析應(yīng)用，主要是原電池、電解池原理分析計(jì)算應(yīng)用，掌握基礎(chǔ)是關(guān)鍵，題目難度中等．