Question

某校化學(xué)研究性學(xué)習(xí)小組為探究銅及其化合物的性質(zhì)，進(jìn)行了如下科學(xué)探究：
[實驗一]：研究性學(xué)習(xí)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(chǎn)生大量氣泡；陽極銅絲由粗變細(xì)，不久出現(xiàn)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(xiàn)藍(lán)色．
查閱資料：某些銅的化合物有關(guān)性質(zhì)如表所示：

物質(zhì)	性質(zhì)	物質(zhì)	性質(zhì)
氯化銅	濃溶液呈綠色，稀溶液呈藍(lán)色	氯化亞銅	白色
氧化亞銅	磚紅色，在酸性條件下易反應(yīng)： 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(wěn)定

請回答下列問題：
（1）試管底部磚紅色沉淀的化學(xué)式為______．
（2）寫出電解總反應(yīng)方程式______．
[實驗二]研究性學(xué)習(xí)小組乙為檢測[實驗一]生成的磚紅色沉淀中是否含有Cu，設(shè)計了以下兩種方案進(jìn)行探究．
方案1：取少量磚紅色沉淀溶于足量的濃硝酸中，觀察溶液顏色變化．
方案2：取一定質(zhì)量磚紅色沉淀在空氣中充分灼燒，根據(jù)灼燒前后質(zhì)量變化進(jìn)行判斷．
（3）請你評價方案1和方案2是否合理，并簡述其原因．
方案1______．
方案2______．
思考與交流：實驗結(jié)束后，同學(xué)們關(guān)于[實驗二]中“方案一”溶液呈綠色，而不呈藍(lán)色展開了討論．丙同學(xué)認(rèn)為是該溶液中硝酸銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)較高所致；丁同學(xué)則認(rèn)為是該溶液中溶解了生成的氣體．
（4）同學(xué)們分別設(shè)計了以下4個實驗來判斷兩種看法是否正確．這些方案中不可行的是（選填序號字母）______．
A、加熱該綠色溶液，觀察顏色變化．
B、加水稀釋綠色溶液，觀察顏色變化
C、向該綠色溶液中通入氧氣，觀察顏色變化
D、向飽和的硝酸銅溶液中通入濃硝酸與銅反應(yīng)產(chǎn)生的氣體，觀察顏色變化．

Answer 1

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(jù)常見銅的化合物顏色判斷，試管底部橙黃色沉淀的物質(zhì)是Cu₂O，
故答案為：Cu₂O；
（2）電解池中，陰極產(chǎn)生大量氣泡；陽極銅絲由粗變細(xì)，不久出現(xiàn)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(xiàn)藍(lán)色，陰極是溶液中氫離子放電生成氫氣，陽極是銅失電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成氧化亞銅，反應(yīng)的化學(xué)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(lán)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(zhì)量磚紅色沉淀在空氣中充分灼燒，2Cu+O₂=2CuO，2Cu₂O+O₂=4CuO，依據(jù)化學(xué)方程式可知，灼燒前后銅和氧化亞銅的質(zhì)量變化不同，可以根據(jù)灼燒前后質(zhì)量變化進(jìn)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(zhì)量的Cu₂O與Cu₂O、Cu的混合物在空氣中灼燒前后質(zhì)量變化不同；
（4）要證明是Cu（NO₃）₂濃度過低或是溶解了NO₂導(dǎo)致裝置①中溶液呈綠色，一是可設(shè)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(yīng)后的顏色變化，故答案為：B．
分析：（1）根據(jù)氯化銅、氧化亞銅判斷銅的化合價；根據(jù)固體顏色判斷試管底部橙黃色沉淀的物質(zhì)成分；
（2）根據(jù)放電順序及實驗現(xiàn)象判斷生成物，并寫出電池反應(yīng)的化學(xué)方程式；
（3）陽極實驗?zāi)康氖球炞C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(yīng)，不能驗證；方案2，依據(jù)灼燒前后固體質(zhì)量變化分析判斷；
（4）根據(jù)是否改變?nèi)芤褐邢跛徙~的質(zhì)量分?jǐn)?shù)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(dǎo)致裝置①中溶液呈綠色，一是可設(shè)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(yīng)后的顏色變化．
點評：本題考查了銅及其化合物性質(zhì)的分析判斷，電解原理的應(yīng)用試驗方案的判斷，試驗過程中的現(xiàn)象分析應(yīng)用是解題關(guān)鍵，題目難度中等．