Question

銅單質(zhì)及其化合物是應(yīng)用極其廣泛的物質(zhì)。

(1)銅是氫后金屬，不能與鹽酸發(fā)生置換反應(yīng)，但將單質(zhì)銅置于濃氫碘酸中，會(huì)有可燃性氣體及白色沉淀生成，又知氧化性：Cu2＋>I2，則銅與氫碘酸反應(yīng)的化學(xué)方程式為____________________________________________________。

(2)已知Cu2O能溶于醋酸溶液或鹽酸中，同時(shí)得到藍(lán)色溶液和紅色固體，則Cu2O與稀硫酸反應(yīng)的離子方程式為____________________________________；

Cu2O與稀硝酸反應(yīng)的離子方程式為_____________________________；

只用稀硫酸來(lái)確定某紅色固體是 Cu2O與Cu組成的混合物的方法：稱取m g該紅色固體置于足量稀硫酸中，充分反應(yīng)后過(guò)濾，然后___________________。

(3)Cu2O是一種半導(dǎo)體材料，基于綠色化學(xué)理念設(shè)計(jì)的制取Cu2O的電解裝置如圖所示，電解總反應(yīng)：2Cu＋H2O電解,Cu2O＋H2↑，則石墨應(yīng)與電源的________極相連，銅電極上的電極反應(yīng)式為________；電解過(guò)程中，陰極區(qū)周圍溶液pH________(填“變大”、“變小”或“不變”)。

(4)現(xiàn)向Cu、Cu2O、CuO組成的混合物中加入1 L 0.6 mol/L HNO3恰好使混合物溶解，同時(shí)收集到2 240 mL NO(標(biāo)準(zhǔn)狀況)。若將上述混合物用足量的氫氣還原，所得固體的質(zhì)量為________；若混合物中含有0.1 mol Cu，將該混合物與稀硫酸充分反應(yīng)，至少消耗硫酸的物質(zhì)的量為________。

Answer 1

【解析】　(1)由題中信息知生成的氣體產(chǎn)物是氫氣，則白色沉淀是銅的化合物 CuI，相應(yīng)的反應(yīng)為置換反應(yīng)。

(2)Cu2O中銅為＋1價(jià)，Cu2O與稀硫酸反應(yīng)生成的單質(zhì)銅為紅色固體，生成的銅鹽溶液呈藍(lán)色。由于題目提供了樣品的質(zhì)量且限定試劑只用稀硫酸，故應(yīng)從反應(yīng)結(jié)束后剩余固體的質(zhì)量角度考慮鑒定結(jié)果：若紅色固體只是Cu2O，則與稀硫酸充分反應(yīng)后得到固體的質(zhì)量為 g＝g，若最終固體的質(zhì)量大于 g，則該紅色固體為混合物。(3)從電解總反應(yīng)知：Cu被氧化，銅電極作陽(yáng)極，電極反應(yīng)式為2Cu－2e－＋2OH－===Cu2O＋H2O，石墨應(yīng)與電源負(fù)極相連，陰極上消耗H＋產(chǎn)生H2，故陰極周圍pH變大。(4)混合物與稀硝酸反應(yīng)生成0.1 mol NO，由氮元素守恒知生成Cu(NO3)2的物質(zhì)的量為(1 L×0.6 mol/L－0.1 mol)÷2＝0.25 mol，由此知原混合物中共含有0.25 mol銅元素；故混合物被氫氣還原后可得到0.25 mol Cu，其質(zhì)量為16 g。依據(jù)得失電子守恒原理得，n(Cu2O)＝(0.1 mol×3－0.1 mol×2)÷2＝0.05 mol，n(CuO)＝0.25 mol－0.1 mol－0.05 mol×2＝0.05 mol，則0.05 mol Cu2O、0.05 mol CuO與稀硫酸反應(yīng)后生成0.1 mol CuSO4，則至少需要0.1 mol硫酸。

【答案】　(1)2Cu＋2HI===2CuI＋H2↑

(2)Cu2O＋2H＋===Cu＋H2O＋Cu2＋　3Cu2O＋14H＋＋2NO===6Cu2＋＋2NO↑＋7H2O　洗滌、干燥剩余固體后稱量，固體質(zhì)量大于 g

(3)負(fù)　2Cu－2e－＋2OH－===Cu2O＋H2O　變大

(4)16 g　0.1 mol