Question

4．氧化亞銅（Cu₂O）作為一種重要的無(wú)機(jī)化工原料，在涂料、有色玻璃和催化劑等領(lǐng)域有著廣泛的用途．回答下列問(wèn)題：
（1）添加Cu₂O的涂料或玻璃顯磚紅色．
（2）制備氧化亞銅的方法之一是用銅作陽(yáng)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(yīng)式為2H₂O+2e^-=H₂↑+2OH^-．
②溶液中CuCl${\;}_{n}^{1-n}$轉(zhuǎn)化為Cu₂O的離子方程式為CuCl_n^1-n+2OH^-=Cu₂O↓+H₂O+2nCl^-．
（3）工業(yè)生產(chǎn)中常采用高溫煅燒氧化銅粉末制備Cu₂O，但所得產(chǎn)品中會(huì)有一定量CuO，測(cè)定產(chǎn)品中Cu₂O的含量常用滴定法，其原理為：
樣品溶解：Cu₂O+Fe₂（SO₄）₃+H₂SO₄═2FeSO₄+2CuSO₄+H₂O
滴定（未配平）：10FeSO₄+2KMnO₄+8H₂SO₄═Fe₂（SO₄）₃+2MnSO₄+1K₂SO₄+8H₂O
①配平滴定反應(yīng)的化學(xué)方程式．
②滴定時(shí)，KMnO₄溶液盛放在酸式（填“酸式”或“堿式”）滴定管中．
③若產(chǎn)品質(zhì)量為1.0g，滴定時(shí)消耗0.10mol•L^-1的KMnO₄標(biāo)準(zhǔn)溶液20.00mL，則產(chǎn)品中Cu₂O的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為72%．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)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(yáng)離子發(fā)生得電子的還原反應(yīng)，根據(jù)放電順序來(lái)回答；
②在堿性環(huán)境下，CuCl_n^1-n和氫氧根離子之間發(fā)生反應(yīng)得到轉(zhuǎn)紅色沉淀，據(jù)此書(shū)寫離子方程式；
（3）①反應(yīng)中化合價(jià)升高的元素是Fe，化合價(jià)降低的元素是Mn，根據(jù)電子守恒來(lái)配平方程式即可；
②高錳酸鉀具有強(qiáng)氧化性，據(jù)此選擇滴定管；
③根據(jù)發(fā)生的反應(yīng)找到Cu₂O和KMnO₄之間的關(guān)系式，進(jìn)行相應(yīng)的計(jì)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(yáng)離子發(fā)生得電子的還原反應(yīng)，根據(jù)放電順序，發(fā)生的反應(yīng)為：2H₂O+2e^-=H₂↑+2OH^-，
故答案為：2H₂O+2e^-=H₂↑+2OH^-；
②在堿性環(huán)境下，CuCl_n^1-n和氫氧根離子之間發(fā)生反應(yīng)得到轉(zhuǎn)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(yīng)FeSO₄+KMnO₄+H₂SO₄→Fe₂（SO₄）₃+MnSO₄+K₂SO₄+H₂0中化合價(jià)升高的元素是Fe，共升高2價(jià)，化合價(jià)降低的元素是Mn，降低5價(jià)，根據(jù)電子守恒，含錳元素的物質(zhì)前邊系數(shù)是2，鐵原子數(shù)是10，硫酸亞鐵前邊是10，硫酸鐵前邊是5，根據(jù)元素守恒，配平其他物質(zhì)，結(jié)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(qiáng)氧化性，應(yīng)該選擇酸式滴定管，
故答案為：酸式；
③根據(jù)發(fā)生的反應(yīng)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(guān)系為：Cu₂O～$\frac{2}{5}$KMnO₄，產(chǎn)品質(zhì)量為1.0g，滴定時(shí)消耗0.10mol•L^-1的KMnO₄標(biāo)準(zhǔn)溶液20.00mL，則產(chǎn)品中Cu₂O的物質(zhì)的量是$\frac{0.1×0.02}{0.4}$mol=0.005mol，質(zhì)量分?jǐn)?shù)是$\frac{0.005mol×144g/mol}{1.0g}$×100%=72%．
故答案為：72%．

點(diǎn)評(píng) 本題綜合考查學(xué)生電解原理的應(yīng)用、電極反應(yīng)式的書(shū)寫、氧化還原反應(yīng)的配平以及物質(zhì)含量的測(cè)定等知識(shí)，屬于綜合知識(shí)的考查，題目難度較大．