Question

某�；瘜W研究性學習小組為探究銅及其化合物的性質，進行了如下科學探究：
[實驗一]：研究性學習小組甲以銅為電極電解飽和食鹽水，探究過程如下：
實驗過程：按如圖裝置，接通電源后，陰極產生大量氣泡；陽極銅絲由粗變細，不久出現磚紅色渾濁，最后在試管底部聚集磚紅色沉淀，溶液始終未出現藍色．
查閱資料：某些銅的化合物有關性質如表所示：

物質	性質	物質	性質
氯化銅	濃溶液呈綠色，稀溶液呈藍色	氯化亞銅	白色
氧化亞銅	磚紅色，在酸性條件下易反應： Cu2O+2H+=Cu+Cu2++H2O． Cu2O在空氣中灼燒生成CuO	氫氧化亞銅	橙黃色，不穩定

請回答下列問題：
（1）試管底部磚紅色沉淀的化學式為______．
（2）寫出電解總反應方程式______ Cu₂O+H₂↑

Answer 1

【答案】分析：（1）根據氯化銅、氧化亞銅判斷銅的化合價；根據固體顏色判斷試管底部橙黃色沉淀的物質成分；
（2）根據放電順序及實驗現象判斷生成物，并寫出電池反應的化學方程式；
（3）陽極實驗目的是驗證生成的磚紅色沉淀中是否含有Cu，方案1，銅和氧化亞銅都和硝酸反應，不能驗證；方案2，依據灼燒前后固體質量變化分析判斷；
（4）根據是否改變溶液中硝酸銅的質量分數或溶解氣體的濃度判斷；要證明是Cu（NO₃）₂濃度過低或是溶解了NO₂導致裝置①中溶液呈綠色，一是可設計將溶解的NO₂趕走（A、C方案）再觀察顏色變化．二是增加溶液中Cu（NO₃）₂溶液的濃度（D方案）觀察反應后的顏色變化．
解答：解：（1）氯化銅中銅的化合價為+2價，氧化亞銅中銅的化合價為+1價，所以銅的常見正化合價為+1、+2；根據常見銅的化合物顏色判斷，試管底部橙黃色沉淀的物質是Cu₂O，
故答案為：Cu₂O；
（2）電解池中，陰極產生大量氣泡；陽極銅絲由粗變細，不久出現磚紅色渾濁，最后在試管底部聚集磚紅色沉淀，溶液始終未出現藍色，陰極是溶液中氫離子放電生成氫氣，陽極是銅失電子發生氧化反應生成氧化亞銅，反應的化學方程式為：2Cu+H₂OCu₂O+H₂↑，故答案為：2Cu+H₂OCu₂O+H₂↑；
（3）方案1：取少量磚紅色沉淀溶于足量的濃硝酸中，銅和氧化亞銅都可以被硝酸氧化為銅離子，溶液呈藍色，觀察溶液顏色變化，不能確定是否含有銅，故不合理；方案2：取一定質量磚紅色沉淀在空氣中充分灼燒，2Cu+O₂=2CuO，2Cu₂O+O₂=4CuO，依據化學方程式可知，灼燒前后銅和氧化亞銅的質量變化不同，可以根據灼燒前后質量變化進行判斷，故合理，
故答案為：不合理，因為銅和氧化亞銅都能與硝酸生成Cu²⁺；合理，因為等質量的Cu₂O與Cu₂O、Cu的混合物在空氣中灼燒前后質量變化不同；
（4）要證明是Cu（NO₃）₂濃度過低或是溶解了NO₂導致裝置①中溶液呈綠色，一是可設計將溶解的NO₂趕走（A、C方案）再觀察顏色變化．二是增加溶液中Cu（NO₃）₂溶液的濃度（D方案）觀察反應后的顏色變化，故答案為：B．
點評：本題考查了銅及其化合物性質的分析判斷，電解原理的應用試驗方案的判斷，試驗過程中的現象分析應用是解題關鍵，題目難度中等．