Question

19．下面是對銅及其化合物相關性質的研究．
（1）下表為“鋁與氯化銅溶液反應”實驗報告的一部分：

實驗步驟	實驗現象
將打磨過的鋁片（過量）放入一定濃度的CuCl2中．	產生氣泡，析出疏松的紅色固體，溶液逐漸變?yōu)闊o色
反應結束后分離出溶液備用
紅色固體用蒸餾水洗滌后，置于潮濕空氣中	一段時間后固體由紅色變?yōu)榫G色[視其主要成分為Cu2（OH）2CO3]

按反應類型寫出實驗中發(fā)生反應的化學方程式各一個（是離子反應的只寫離子方程式）
置換反應2Al+3Cu²⁺=2Al³⁺+3Cu；
化合反應2Cu+O₂+CO₂+H₂O=Cu₂（OH）₂CO₃．
（2）碘化亞銅可作催化劑，飼料添加劑等，是難溶于水的固體．銅可以與氫碘酸發(fā)生置換反應得到氫氣，試從離子濃度對離子反應方向影響的角度解釋此反應能夠發(fā)生的原因由于CuI難溶于水，使得生成物中的離子濃度減小有利于反應向右進行，CuSO₄溶液也能使淀粉-KI試紙變藍，用離子方程式說明其原理2Cu²⁺+4I^-=2CuI↓+I₂．
（3）納米氧化亞銅是一種具有良好光電效應的材料，工業(yè)上制備它的方法之一是：先向KOH溶液中加入一定量的CuSO₄溶液，再加入一定量的肼（N₂H₄），加熱并保持反應體系的溫度在90℃，反應完全后，分離、洗滌、真空干燥所得到的固體樣品．
①檢驗反應混合體系內納米Cu₂O已經生成的實驗方法的名稱是丁達爾效應，干燥時要“真空”的原因是Cu₂O具有還原性，干燥時能被空氣中的氧氣氧化．
②完成下面的反應方程式：
4CuSO₄+1N₂H₄+8KOH$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Cu₂O+N₂+K₂SO₄+6H₂O．
（4）由Cu₂O和Cu組成的混合物的質量為1.76g，與足量的稀硝酸充分反應后得到標準狀況下的NO氣體224mL，則混合物中Cu₂O的質量分數為81.8%（保留小數點后1位）．

Answer 1

分析 （1）在金屬活動性順序中，鋁排在銅的前面，故鋁可以把氯化銅中的銅置換出來，得到的紅色固體為銅，露置在空氣中會與氧氣、水、二氧化碳共同作用生成銅銹，其成分為堿式碳酸銅，此物質不穩(wěn)定，受熱易分解，根據這些知識就可以按要求寫出有關反應的化學方程式；
（2）碘化亞銅可作催化劑，飼料添加劑等，是難溶于水的固體．銅可以與氫碘酸發(fā)生置換反應得到氫氣，是生成難溶于水的碘化亞銅促進反應正向進行，CuSO₄溶液也能使淀粉-KI試紙變藍，是銅離子氧化I^-離子為I₂，本身被還原生成碘化亞銅；
（3）①檢驗納米Cu₂O，在檢驗溶液是否具有丁達爾效應，Cu₂O具有還原性易被氧氣氧化；
②標注元素化合價結合電子守恒和原子守恒配平書寫得到化學方程式；
（4）設含銅的物質的量為xmol，氧化亞銅的物質的量為ymol，根據質量關系和電子守恒列式計算出銅的物質的量，再計算出銅的質量分數．

解答 解：（1）置換反應就是一種單質與一種化合物反應，生成另一種單質和另一種化合物的反應，將打磨過的鋁片放入氯化銅溶液中，析出紅色固體，說明鋁與氯化銅反應，銅被置換出來，同時生成氯化鋁，該反應為置換反應，反應為2Al+3CuCl₂=3Cu+2AlCl₃，即2Al+3Cu²⁺=2Al³⁺+3Cu，化合反應就是由兩種或兩種以上的物質生成一種其他物質的化學反應，紅色的銅放在潮濕的空氣中變?yōu)榫G色，是因為與氧氣、二氧化碳、水共同作用生成了銅銹堿式碳酸銅，該反應為化合反應，該反應為2Cu+O₂+CO₂+H₂O=Cu₂（OH）₂CO₃，
故答案為：2Al+3Cu²⁺=2Al³⁺+3Cu；2Cu+O₂+CO₂+H₂O=Cu₂（OH）₂CO₃；
（2）碘化亞銅可作催化劑，飼料添加劑等，是難溶于水的固體．銅可以與氫碘酸發(fā)生置換反應得到氫氣，是生成難溶于水的碘化亞銅促進反應正向進行，CuSO₄溶液也能使淀粉-KI試紙變藍，是銅離子氧化I^-離子為I₂，本身被還原生成碘化亞銅，結合原子守恒、電子守恒和電荷守恒配平書寫離子方程式為：2Cu²⁺+4I^-=2CuI↓+I₂；
故答案為：由于CuI難溶于水，使得生成物中的離子濃度減小有利于反應向右進行，2Cu²⁺+4I^-=2CuI↓+I₂；
（3）①檢驗納米Cu₂O，在檢驗溶液是否具有丁達爾效應，干燥時要“真空”的原因是Cu₂O具有還原性，干燥時能被空氣中的氧氣氧化，
故答案為：丁達爾效應，Cu₂O具有還原性，干燥時能被空氣中的氧氣氧化；
②CuSO₄+N₂H₄+KOH=Cu₂O+N₂+K₂SO₄+H₂O，銅元素化合價+2價變化為+1價，氮元素化合價-2價變化為0價，電子轉移總數為4，則配平書寫化學方程式為：4CuSO₄+N₂H₄+8KOH=2Cu₂O+N₂+4K₂SO₄+6H₂O，
故答案為：4，1，8，2，14，6H₂O；
（4）產生一氧化氮氣體的物質的量為：0.01mol
設含銅的物質的量為xmol，氧化亞銅的物質的量為ymol，
64x+144y=1.76g，
2x+2y=0.01×3，
解得x=0.005mol，y=0.01mol，
w（Cu₂O）=$\frac{0.01mo×144g/moll}{1.76g}$×100%=81.8%．
故答案為：81.8%．

點評 本題考查較為綜合，涉及氧化亞銅的制備，側重于學生的分析能力和實驗能力、計算能力的考查，為高頻考點，注意把握實驗過程中定量計算和氧化還原反應電子守恒的應用，題目難度中等．