Question

6．金屬單質及其化合物在工農業生產中應用廣泛．
（1）用FeC1₃溶液腐蝕印刷電路板上的銅，向所得溶液中加入鐵粉．對加入鐵粉充分反應后的溶液分析合理的是ac．
a．若無固體剩余，則溶液中可能有Fe³⁺
b．若有固體存在，則溶液中一定有Cu²⁺和Fe²⁺
c．若溶液中有Cu²⁺，則可能有固體存在，且該固體中一定沒有鐵粉
d．若溶液中有Fe²⁺，則一定有固體存在
（2）Cu₂O是一種半導體材料，制取Cu₂O的電解池如圖，則石墨電極接電源的負（填“正”或“負”）極，電解池工作時，Cu電極的電極反應式為2Cu-2e^-+2OH^-═Cu₂O+H₂O；電解后溶液pH變大（填“變大”、“變小”或“不變”），
（3）查閱資料可知：Cu₂O為紅色堿性氧化物，在酸性溶液中可發生反應：Cu₂O+2H⁺=Cu+Cu²⁺+H₂O．請設計簡單實驗來驗證某銅粉樣品中是否有氧化亞銅：少許樣品于試管中，加入稀H₂SO₄，若溶液出現藍色，說明紅色物質中含有Cu₂O，反之則沒有．

Answer 1

分析 （1）FeCl₃溶液腐蝕印刷電路板上的銅發生反應：Cu+2Fe³⁺=Cu²⁺+2Fe²⁺，Fe³⁺ 氧化性強于Cu²⁺，加入鐵粉先與Fe³⁺反應，再與Cu²⁺反應，據此解答；
（2）陽極上銅失電子發生氧化反應，陰極上氫元素得電子發生還原反應，據此分析；
（3）根據氧化亞銅和酸反應的生成物確定實驗方法．

解答 解：（1）a．無固體剩余，說明銅全部以銅離子形式存在，加入的鐵完全反應，溶液中一定含有Fe²⁺，可能含有Fe³⁺，故a正確；
b．若有固體存在，固體中一定有銅，可能有鐵，溶液中一定有含有Fe²⁺，不一定有Cu²⁺，故b錯誤；
c．若溶液中有Cu²⁺，加入的鐵量不足，可能只與Fe³⁺反應，也可能與Fe³⁺反應，剩余部分與Cu²⁺反應生成銅，所以可能有固體析出并且該固體中一定沒有鐵粉，故c正確；
d．當加入的鐵較少時，只發生Fe+2Fe³⁺=3Fe²⁺時，不會有銅析出，故d錯誤；
故選：ac；
（2）根據陽極上銅失電子發生氧化反應生成氧化亞銅，Cu電極的電極反應式為2Cu-2e^-+2OH^-═Cu₂O+H₂O；陰極上氫元素得電子發生還原反應，電極反應式為2H₂O+2e^-═H₂↑+2OH^-，所以石墨電極是陰極，與陰極連接的電極是電源的負極，電解總反應為2Cu+H₂O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$Cu₂O+H₂↑，則消耗水，所以堿性增強，電解后溶液pH變大，
故答案為：負；2Cu-2e^-+2OH^-═Cu₂O+H₂O；變大；
（3）銅離子在溶液中呈藍色，氧化亞銅能和酸反應生成銅離子，溶液由無色變為藍色；銅和弱氧化性的酸不反應，根據該物質能否和酸反應判斷．
故答案為：取少許樣品于試管中，加入稀H₂SO₄，若溶液出現藍色，說明紅色物質中含有Cu₂O，反之則沒有．

點評 本題考查了鐵及其化合物的性質以及電解原理，難度中等，熟悉三價鐵離子、銅離子氧化性強弱以及反應的過程是解題的關鍵；