Question

氧化亞銅是一種重要工業(yè)原料，可用于制造船舶底漆、玻璃顏料、電鍍工業(yè)等．已知氧化亞銅能發(fā)生如下反應(yīng)：Cu₂O+2H⁺=Cu+Cu²⁺+H₂O．回答以下問題：
（1）亞硫酸鈉還原法是生產(chǎn)氧化亞銅的重要方法，流程示意如下（圖1）：
反應(yīng)原理：2CuSO₄+3Na₂SO₃=Cu₂O↓+3Na₂SO₄+2SO₂↑
①反應(yīng)過程中溶液pH將

 

（填“變大”、“變小”、“不變”）；
②如果反應(yīng)時(shí)溶液pH過小，會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)品純度下降，原因是

 

；
③反應(yīng)過程中產(chǎn)生二氧化硫可以循環(huán)利用，因此應(yīng)該選用

 

溶液來吸收它．
（2）電解法也可以生產(chǎn)氧化亞銅，裝置示意圖（圖2），總反應(yīng)為：2Cu+H₂O=Cu₂O+H₂↑該裝置中，電極X的料可以是

 

；Y電極反應(yīng)式

 

（3）Cu₂O重要用途之一是半導(dǎo)體光催化劑．在氧化亞銅催化和光照作用下，可以使廢水中的Cr₂O₇^2-發(fā)生如下反應(yīng)：

 

Cr₂O₇^2-+

 

H⁺-

 

Cr³⁺+

 

O₂↑+

 

H₂O
①配平上述反應(yīng)方程式；
②若溶液中不存在

 

，證明Cr₂O₇^2-轉(zhuǎn)化為Cr³⁺時(shí)Cu₂O作催化劑而不是還原劑．

Answer 1

考點(diǎn)：銅金屬及其重要化合物的主要性質(zhì),氧化還原反應(yīng)方程式的配平,電解原理

專題：幾種重要的金屬及其化合物

分析：（1）①2CuSO₄+3Na₂SO₃=Cu₂O↓+3Na₂SO₄+2SO₂↑SO₂溶于水生成亞硫酸；
②酸性較強(qiáng)時(shí)發(fā)生反應(yīng)：Cu₂O+2H⁺=Cu+Cu²⁺+H₂O，生成的銅降低了Cu₂O純度；
③二氧化硫與氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成亞硫酸鈉溶液；
（2）X電極與直流電源正極相連為陽極，則Y電極為陰極，由總反應(yīng)式：2Cu+H₂O=Cu₂O+H₂↑可知，銅化合價(jià)升高，失去電子，因此銅作陽極，水電離的氫氧根離子在陰極得電子發(fā)生還原反應(yīng)；
（3）①根據(jù)化合價(jià)升降配平Cr³⁺和O₂的化學(xué)計(jì)量數(shù)，然后根據(jù)原子守恒配平全部；
②Cr₂O₇^2-具有強(qiáng)氧化性，Cu₂O具有強(qiáng)還原性，若Cu₂O作還原劑則有Cu²⁺生成．

解答： 解：（1）①2CuSO₄+3Na₂SO₃=Cu₂O↓+3Na₂SO₄+2SO₂↑SO₂溶于水生成亞硫酸，亞硫酸電離生成氫離子，增大了氫離子濃度，PH變小，
故答案為：變小；
②酸性較強(qiáng)時(shí)發(fā)生反應(yīng)：Cu₂O+2H⁺=Cu+Cu²⁺+H₂O，生成的銅降低了Cu₂O純度，
故答案為：酸性較強(qiáng)時(shí)Cu₂O+2H⁺=Cu+Cu²⁺+H₂O生成的銅降低了Cu₂O純度；
③生產(chǎn)氧化亞銅的重要方法是亞硫酸鈉還原法，二氧化硫與氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成亞硫酸鈉溶液，因此應(yīng)該選用氫氧化鈉溶液吸收二氧化硫，
故答案為：氫氧化鈉；
（2）由總反應(yīng)式：2Cu+H₂O=Cu₂O+H₂↑可知，銅化合價(jià)由0升高到+1，失去電子，因此銅作陽極，X電極與直流電源正極相連為陽極；水電離的氫氧根離子在陰極得電子發(fā)生還原反應(yīng)，陰極Y電極反應(yīng)式為：
4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑，
故答案為：銅；4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑；
（3）①Cr化合價(jià)由+6降低到+3，生成一個(gè)Cr³⁺化合價(jià)升高3，O化合價(jià)由-2升高到0價(jià)，生成一個(gè)氧氣化合價(jià)升高2×2=4，根據(jù)化合價(jià)升降相等，Cr³⁺和O₂的化學(xué)計(jì)量數(shù)分別
為4、3，依據(jù)Cr守恒，Cr₂O₇^2-的化學(xué)計(jì)量數(shù)是2，依據(jù)O守恒，H₂O的化學(xué)計(jì)量數(shù)為8，依據(jù)H守恒，H⁺的化學(xué)計(jì)量數(shù)為16，
故答案為：2；16；4；3；8；
②Cr₂O₇^2-具有強(qiáng)氧化性，Cu₂O具有強(qiáng)還原性，若Cu₂O作還原劑則有Cu²⁺生成，若無Cu²⁺生成則證明Cu₂O不作還原劑，只是催化劑，
故答案為：Cu²⁺．

點(diǎn)評(píng)：本題考查銅及其重要化合物的性質(zhì)，側(cè)重于電解原理和氧化還原反應(yīng)配平的應(yīng)用，培養(yǎng)了信息提取、分析問題解決問題的能力，試題難度中等．