Question

19．氧化亞銅（Cu₂O）作為一種重要的無機化工原料，在涂料、有色玻璃和催化劑等領域有著廣泛的用途．回答下列問題：
（1）添加Cu₂O的涂料或玻璃顯紅色．
（2）制備氧化亞銅的方法之一是用銅作陽極電解NaCl和NaOH混合溶液，其原理如圖所示．
①陰極的電極反應式為CuCl_n^1-n+2OH-=Cu₂O↓+H₂O+2nCl^-
②溶液中CuC${I}_{n}^{1-n}$轉化為Cu₂O的離子方程式為CuCl_n^1-n+2OH-=Cu₂O↓+H₂O+2nCl^-
（3）工業生產中常采用高溫鍛燒氧化銅粉末制備Cu₂O，但所得產品中會含有一定量CuO，測定產品中Cu₂O的含量常用滴定法，其原理為：
樣品溶解：Cu₂O+Fe₂SO₄+H₂SO₄═2FeSO₄+2CuSO₄+H₂O
滴定（未配平）：□FeSO₄+□KMnO₄+□H₂SO₄═□Fe₂（SO₄）₃+□MnSO₄+□K₂SO₄+□H₂O
①配平滴定反應的化學方程式．
②滴定時，KMnO₄溶液盛放在酸式（填“酸式或“堿式）滴定管中．
③若產品質量為1.0g，滴定時消耗0.10mo1．L^-1的KMnO₄標準溶液20.00mI．，則產品中Cu₂O的質量分數為72%．

Answer 1

分析 （1）根據氧化亞銅的顏色確定添加Cu₂O的涂斜或玻璃的顏色即可；
（2）①在電解池的陰極上是溶液中的陽離子發生得電子的還原反應，根據放電順序來回答；
②在堿性環境下，CuCl_n^1-n和氫氧根離子之間發生反應得到轉紅色沉淀，據此書寫離子方程式；
（3）①反應中化合價升高的元素是Fe，化合價降低的元素是Mn，根據電子守恒來配平方程式即可；
②高錳酸鉀具有強氧化性，據此選擇滴定管；
③根據發生的反應找到Cu₂O和KMnO₄之間的關系式，進行相應的計算即可．

解答 解：（1）氧化亞銅的顏色是磚紅色，所以添加Cu₂O的涂斜或玻璃顯磚紅色，故答案為：磚紅；
（2）①在電解池的陰極上是溶液中的陽離子發生得電子的還原反應，根據放電順序，發生的反應為：2H⁺+2e^-=H₂↑，故答案為：2H⁺+2e^-=H₂↑；
②在堿性環境下，CuCl_n^1-n和氫氧根離子之間發生反應得到轉紅色沉淀，離子方程式CuCl_n^1-n+2OH-=Cu₂O↓+
H₂O+2nCl^-，
故答案為：CuCl_n^1-n+2OH-=Cu₂O↓+H₂O+2nCl^-；
（3）①反應FeSO₄+KMnO₄+H₂SO₄→Fe₂（SO₄）₃+MnSO₄+K₂SO₄+H₂0中化合價升高的元素是Fe，共升高2價，化合價降低的元素是Mn，降低5價，根據電子守恒，含錳元素的物質前邊系數是2，鐵原子數是10，硫酸亞鐵前邊是10，硫酸鐵前邊是5，根據元素守恒，配平其他物質，結果為：10FeSO₄+2KMnO₄+8H₂SO₄═5Fe₂（SO₄）₃+2MnSO₄+K₂SO₄+8H₂0，故答案為：10；2；8；5；2；1；8；
②高錳酸鉀具有強氧化性，應該選擇酸式滴定管，故答案為：酸式；
③根據發生的反應Cu₂O+Fe₂（SO₄）₃+H₂SO₄═2FeSO₄+2CuSO₄+H₂O、10FeSO₄+2KMnO₄+8H₂SO₄═5Fe₂（SO₄）₃+2MnSO₄+K₂SO₄+8H₂0，找到Cu₂O和KMnO₄之間的關系為：Cu₂O～$\frac{2}{5}$KMnO₄，產品質量為1.0g，滴定時消耗0.10mol•L^-1的KMnO₄標準溶液20.00mL，則產品中Cu₂O的物質的量是$\frac{0.1×0.02}{0.4}$mol=0.005mol，質量分數是$\frac{0.005mol×100g/mol}{1.0g}$×100%=72%．故答案為：72%．

點評 本題綜合考查學生電解原理的應用、電極反應式的書寫、氧化還原反應的配平以及物質含量的測定等知識，屬于綜合知識的考查，難度大．