Question

銅是人類最早使用的金屬，被廣泛應用于電氣，輕工，機械制造和國防工業(yè)等，Cu₂O與H₂SO₄能發(fā)生反應：Cu₂O+H₂SO₄═Cu+CuSO₄+H₂O．
（1）用實驗法確定某溫度下Cu（OH）₂固體的分解產物．稱取9.8gCu（OH）₂樣品，將該樣品在坩堝中加熱完全分解，冷卻至室溫后，測得剩余固體質量為7.6g，該固體的成分及質量為

 

，若將所得固體溶于足量稀硫酸，所得固體質量為

 

g．
（2）冰銅（主要含Cu₂S和FeS等）式冶煉通的理想材料，高溫下利用冰銅冶煉金屬銅的反應主要有：
①2Cu₂S+3O₂

高溫  .

2Cu₂O+2SO₂和②2Cu₂O+Cu₂S

高溫  .

6Cu+SO₂↑
若得到1mol單質通，反應中轉移電子的物質的量為

 

，反應②中氧化劑為

 

（3）用惰性電極電解200mLmol?L-1的CuSO4溶液（點糾結過程中溶液體積變化忽略不計），陰極反應為

 

，若陽極收集到標準狀況下112mL氣體，所得溶液的pH=

 

．

Answer 1

考點：銅金屬及其重要化合物的主要性質

專題：元素及其化合物

分析：（1）根據樣品的物質的量，灼燒后銅的質量不變，計算出7.6g固體中銅和氧原子物質的量比值；產生氧化亞銅的同時，會產生氧氣，根據氧元素質量守恒，計算出氧化亞銅的物質的量，最后計算出固體銅的質量；
（2）根據氧化還原反應的轉移電子數=化合價變化×物質的量來計算，氧化劑根據化合價降低來判斷；
（3）用惰性電極電解200mLmol?L-1的CuSO4溶液，陰極反應式為Cu²⁺+2e^-=Cu；根據陽極收集到標準狀況下112mL氣體計算氫離子濃度，再計算pH值．

解答： 解：（1）9.8gCu（OH）₂樣品中氫氧化銅物質的量是0.1mol，灼燒若是生成了氧化銅，質量應該是：0.1mol×80g/mol=8g＞7.6g，故生成產物含有Cu₂O；
生成Cu₂O同時生成了氧氣，氧氣的質量是：8g-7.6g=0.4g，n（O₂）=0.0125mol；根據關系式2Cu₂O～O₂，n（Cu₂O）=0.0125mol×2=0.025mol，故
m（Cu₂O）=0.025×144=3.6g，則m（CuO）=7.6-3.6=4g，
Cu₂O+H₂SO₄=Cu+CuSO₄+H₂O
1           1
n（Cu）=n（Cu₂O）=0.025mol，
銅的質量是：0.025mol×64g/mol=1.6g；
故答案為：CuO和Cu₂O分別為4.0g和3.6g； 1.6；
（2）根據反應①2Cu₂S+3O₂

高溫  .

2Cu₂O+2SO₂和②2Cu₂O+Cu₂S

高溫  .

6Cu+SO₂↑
要生成1mol銅則反應①要消耗

1

3

mol的Cu₂S，故反應①轉移的電子數為

1

3

mol×6=2mol，反應②要消耗

1

6

mol的Cu₂S，故反應②轉移的電子數為

1

6

mol×6=1mol，所以共轉移2+1=3mol；再根據化合價降低的為氧化劑則反應②中氧化劑為Cu₂O和Cu₂S，
故答案：3mol；Cu₂O和Cu₂S；
（3）用惰性電極電解200mLmol?L-1的CuSO4溶液，陰極反應式為Cu²⁺+2e^-=Cu，陽極反應為4OH^--4e^-=O₂↑+4H₂O根據收集到標準狀況下112mL氣體即

0.112L

22.4L/mol

=0.005mol，則消耗了氫氧根為0.005mol×4=0.02mol，所以容易中的氫離子為0.02mol，所以氫離子的濃度為

0.02mol

0.2L

=0.1mol/L，則pH=1；
故答案：Cu²⁺+2e^-=Cu；1．

點評：本題考查了銅金屬及其重要化合物的性質應用，涉及的知識點較多，充分考查了學生的分析、理解信息能力及計算能力，本題難度稍大．