Question

【題目】【2016屆北京西城一模】Cu2O可用于制作船底防污漆，某學(xué)習(xí)小組探究制備Cu2O的方法。

【查閱資料】

① CuSO4與Na2SO3溶液混合可制備Cu2O。

② Cu2O為磚紅色固體；酸性條件下生成Cu2+和Cu。

③ Cu2O和Cu(SO3)23－可以相互轉(zhuǎn)化

（1）配制0.25 mol·L－1CuSO4溶液和0.25 mol·L－1 Na2SO3溶液。測得CuSO4溶液pH=4，Na2SO3溶液

pH=9。用離子方程式表示CuSO4溶液pH=4的原因_______。

（2）完成CuSO4溶液和Na2SO3溶液反應(yīng)制Cu2O的離子方程式：

【實驗探究】

操作	現(xiàn)象
	i 有黃色沉淀出現(xiàn)，隨著 Na2SO3溶液的滴入，沉淀增加，當(dāng)加到5 mL時，溶液的藍(lán)色消失。 ii 將試管加熱，黃色沉淀變?yōu)榇u紅色，有刺激性氣味氣體產(chǎn)生。 iii在加熱條件下，繼續(xù)滴入Na2SO3溶液，磚紅色沉淀減少，當(dāng)1加到10 mL時，沉淀完全溶解，得無色溶液。

（3）證明ii中磚紅色沉淀是Cu2O的實驗方案是_________________。

（4）經(jīng)檢驗i中黃色沉淀含有Cu2SO3，ii中沉淀由黃色變磚紅色的化學(xué)方程式是________________。

（5）iii中磚紅色沉淀消失的原因是_________________。

（6）在加熱條件下，若向2 mL 0.25 mol·L－1Na2SO3溶液中滴加0.25 mol·L－1CuSO4溶液至過量，預(yù)期觀察到的現(xiàn)象是_________________。

（7）由上述實驗得出結(jié)論：CuSO4溶液和Na2SO3溶液反應(yīng)制備Cu2O，應(yīng)控制的條件是_______、_______。

Answer 1

【答案】（15分）（1）Cu2++2H2OCu(OH)2+2H+（2）2， 5，2H2O，1，1SO42－，4

（3）取少量磚紅色沉淀于試管中，加入稀硫酸，溶液變?yōu)樗{(lán)色，說明磚紅色沉淀是Cu2O

（4）Cu2SO3 Cu2O+SO2↑ （5）Cu2O轉(zhuǎn)化得無色Cu(SO3)23－

（6）開始先產(chǎn)生沉淀，振蕩后溶解，后來產(chǎn)生磚紅色沉淀，且沉淀不消失

（7）反應(yīng)溫度；CuSO4和Na2SO3的物質(zhì)的量之比

【解析】

試題分析：（1）硫酸銅是強(qiáng)酸弱堿鹽，Cu2＋水解導(dǎo)致溶液顯酸性，所以用離子方程式表示CuSO4溶液pH=4的原因是Cu2++2H2OCu(OH)2+2H+。

（2）根據(jù)方程式提供的信息，Cu2＋體現(xiàn)氧化性，得電子生成Cu2O，SO32-則具有還原性，失電子生成SO42-，根據(jù)化合價升降相等，然后根據(jù)電荷守恒和原子守恒配平，得到的離子方程式為2Cu2＋+5SO32-+2H2O =Cu2O+SO42-+4HSO3-。

（3）根據(jù)信息②可知，在酸性條件下Cu2O可發(fā)生歧化反應(yīng)生成Cu2+和Cu，所以證明ii中磚紅色沉淀是Cu2O的實驗方案是取少量磚紅色沉淀于試管中，加入稀硫酸，溶液變?yōu)樗{(lán)色，說明磚紅色沉淀是Cu2O。

（4）據(jù)題意，經(jīng)檢驗i中黃色沉淀含有Cu2SO3，ii中Cu2SO3沉淀在加熱的條件下發(fā)生分解反應(yīng)生成磚紅色Cu2O，并且有刺激性氣味氣體產(chǎn)生，該氣體為SO2，則反應(yīng)的方程式是Cu2SO3 Cu2O+SO2↑。

（5）通過資料③提供的信息，Cu2O和Cu(SO3)23－可以相互轉(zhuǎn)化，，SO32-濃度升高，平衡正移，生成無色的Cu(SO3)23-，沉淀消失。

（6）此問中實驗過程和原題操作不同的地方是Na2SO3溶液和CuSO4溶液的滴加順序，先看到的是CuSO4少量時的現(xiàn)象，對應(yīng)原題中iii的“沉淀溶解，無色溶液”現(xiàn)象。之后CuSO4滴加至過量，并且有加熱條件，應(yīng)看到的是原過程中ii的“磚紅色沉淀，并有刺激性氣味氣體”現(xiàn)象。所以預(yù)期觀察到的現(xiàn)象是開始先產(chǎn)生沉淀，振蕩后溶解，后來產(chǎn)生磚紅色沉淀，且沉淀不消失。

（7）對比原實驗中i和ii，可證明“加熱”是產(chǎn)生磚紅色沉淀的必要條件。對比原實驗ii和iii以及（6）中過程，可證明加入過量的Na2SO3時無Cu2O產(chǎn)生。另外如果Na2SO3加入量過少，則認(rèn)為還原劑量少，生成Cu2O量不足，CuSO4和Na2SO3的物質(zhì)的量之比是產(chǎn)生磚紅色沉淀的必要條件。