Question

16．銅及其化合物在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及日常生活中應用非常廣泛．
（1）納米級Cu₂O由于具有優(yōu)良的催化性能而受到關注，下表為制取Cu₂O的三種方法：

方法Ⅰ	用炭粉在高溫條件下還原CuO
方法Ⅱ	電解法，反應為2Cu+H2O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$Cu2O+H2↑．
方法Ⅲ	用肼（N2H4）還原新制Cu（OH）2

①工業(yè)上常用方法Ⅱ和方法Ⅲ制取Cu₂O而很少用方法Ⅰ，其原因是反應不易控制，易還原產(chǎn)生Cu．
②已知：2Cu（s）+$\frac{1}{2}$O₂（g）=Cu₂O（s）△H=-169kJ•mol^-1
C（s）+$\frac{1}{2}$O₂（g）=CO（g）△H=-110.5kJ•mol^-1
Cu（s）+$\frac{1}{2}$O₂（g）=CuO（s）△H=-157kJ•mol^-1
則方法Ⅰ發(fā)生的反應：2CuO（s）+C（s）=Cu₂O（s）+CO（g）；△H=+34.5kJ•mol^-1．
（2）氫化亞銅是一種紅色固體，可由下列反應制備
4CuSO₄+3H₃PO₂+6H₂O=4CuH↓+4H₂SO₄+3H₃PO₄
該反應每轉(zhuǎn)移3mol電子，生成CuH的物質(zhì)的量為1mol．
（3）氯化銅溶液中銅各物種的分布分數(shù)（平衡時某物種的濃度占各物種濃度之和的分數(shù)）與c（Cl^-） 的關系如圖1．

①當c（Cl^-）=9mol•L^-1時，溶液中主要的3種含銅物種濃度大小關系為c（CuCl₂）＞c（CuCl⁺）＞c（CuCl₃^-）．
②在c（Cl^-）=1mol•L^-1的氯化銅溶液中，滴入AgNO₃溶液，含銅物種間轉(zhuǎn)化的離子方程式為CuCl⁺═Cu²⁺+Cl^-（任寫一個）．
（4）已知：Cu（OH）₂是二元弱堿；亞磷酸（H₃PO₃）是二元弱酸，與NaOH溶液反應，生成Na₂HPO₃．
①在銅鹽溶液中Cu²⁺發(fā)生水解反應的平衡常數(shù)為5×10^-9；（已知：25℃時，Ksp[Cu（OH）₂]=2.0×10^-20mol³/L³）
②電解Na₂HPO₃溶液可得到亞磷酸，裝置如2圖（說明：陽膜只允許陽離子通過，陰膜只允許陰離子通過），則產(chǎn)品室中反應的離子方程式為HPO₃^2-+2H⁺=H₃PO₃．

Answer 1

分析 （1）①碳能與CuO反應置換出Cu；
②根據(jù)蓋斯定律，由已知熱化學方程式乘以適當?shù)南禂?shù)進行加減構(gòu)造目標熱化學方程式，反應熱也乘以相應的系數(shù)作相應的加減；
（2）4CuSO₄+3H₃PO₂+6H₂O=4CuH↓+4H₂SO₄+3H₃PO₄，該反應中是還原劑，每1molH₃PO₂完全被氧化H₃PO₄，轉(zhuǎn)移4mol電子，同時生成$\frac{4}{3}$molCuH，根據(jù)實際轉(zhuǎn)移電子數(shù)目計算CuH的物質(zhì)的量；
（3）①從圖上在c（Cl^-）=9mol•L^-1處，做一條平行與縱軸的虛線，可以比較；
②從圖上在c（Cl^-）=1mol•L^-1處，做一條平行與縱軸的虛線，看哪種微粒最多；
（4）①銅離子水解生成氫氧化銅和氫離子，依據(jù)沉淀溶度積常數(shù)和溶液中離子積常數(shù)計算；
②產(chǎn)品室中HPO₃^2-和氫離子結(jié)合 生成亞磷酸．

解答 解：（1）①方法Ⅰ反應條件不易控制，若控溫不當碳與CuO發(fā)生置換反應生成Cu，使Cu₂O產(chǎn)率降低，
故答案為：反應不易控制，易還原產(chǎn)生Cu；
②已知：①2Cu（s）+$\frac{1}{2}$O₂（g）=Cu₂O（s）；△H=-169kJ•mol^-1，
②C（s）+$\frac{1}{2}$O₂（g）=CO（g）；△H=-110.5kJ•mol^-1，
③Cu（s）+$\frac{1}{2}$O₂（g）=CuO（s）；△H=-157kJ•mol^-1
由蓋斯定律可知，①-③×2+②得2CuO（s）+C（s）=Cu₂O（s）+CO（g）；△H=（-169kJ•mol^-1）-（-157kJ•mol^-1）×2+（-110.5kJ•mol^-1）=+34.5kJ•mol^-1；
故答案為：+34.5；
（2）在4CuSO₄+3H₃PO₂+6H₂O=4CuH↓+4H₂SO₄+3H₃PO₄，該反應中是還原劑，每1molH₃PO₂完全被氧化H₃PO₄，轉(zhuǎn)移4mol電子，同時生成$\frac{4}{3}$molCuH，現(xiàn)轉(zhuǎn)移電子數(shù)為3mol，生成的CuH的物質(zhì)的量為$\frac{4}{3}$mol×$\frac{4}{3}$=1mol，
故答案為：1mol；
（3）①在c（Cl^-）=9mol•L^-1處，做一條平行與縱軸的虛線，可見溶液中主要含銅物種濃度大小關系為：c（CuCl₂）＞c（CuCl⁺）＞c（CuCl₃^-）＞c（Cu²⁺）＞c（CuCl₄^2-），
故答案為：c（CuCl₂）＞c（CuCl⁺）＞c（CuCl₃^-）；
②從圖上可見，在c（Cl^-）=1mol•L^-1的氯化銅溶液中，主要是Cu²⁺與Cl^-結(jié)合生成CuCl⁺，加入硝酸銀，氯離子濃度下降，方程式為：CuCl⁺═Cu²⁺+Cl^-，故答案為：CuCl⁺═Cu²⁺+Cl^-；
（4）①銅離子水解離子反應為Cu²⁺+2H₂O?Cu（OH）₂+2H⁺，Ksp=c（Cu²⁺）×c²（OH^-）=2.0×10^-20mol³•L^-3，則K=$\frac{{c}^{2}（{H}^{+}）}{c（C{u}^{2+}）}$=$\frac{{c}^{2}（{H}^{+}）×{c}^{2}（O{H}^{-}）}{c（C{u}^{2+}）×{c}^{2}（O{H}^{-}）}$=$\frac{K{w}^{2}}{Ksp}$=$\frac{（1{0}^{-14}）^{2}}{2.0×1{0}^{-20}}$=5×10^-9，
故答案為：5×10^-9；
②產(chǎn)品室中HPO₃^2-和氫離子結(jié)合生成亞磷酸，反應離子方程式為：HPO₃^2-+2H⁺=H₃PO₃，故答案為：HPO₃^2-+2H⁺=H₃PO₃．

點評 本題以物質(zhì)的制備為載體，考查蓋斯定律的應用、氧化還原反應的計算、電解原理、反應速率計算、化學平衡與化學反應速率影響因素等，側(cè)重考查學生對數(shù)據(jù)的分析處理能力，難度中等．