Question

【題目】Cu2O可用于制作船底防污漆，某學習小組探究制備Cu2O的方法。

（查閱資料）① CuSO4與Na2SO3溶液混合可制備Cu2O。② Cu2O為磚紅色固體；酸性條件下生成Cu2+和Cu。

③ Cu2O和Cu(SO3)23－可以相互轉化 Cu2OCu(SO3)23-(無色)

(1)配制0.25 mol·L－1CuSO4溶液和0.25 mol·L－1 Na2SO3溶液。測得CuSO4溶液pH=4，Na2SO3溶液pH=9。用離子方程式表示CuSO4溶液pH=4的原因_______。

(2)完成CuSO4溶液和Na2SO3溶液反應制Cu2O的離子方程式： ____Cu2++ ____SO32－+ ____ =____Cu2O↓+ ____ + ____HSO3－

（實驗探究）

操作	現象
	i 有黃色沉淀出現，隨著 Na2SO3溶液的滴入，沉淀增加，當加到5 mL時，溶液的藍色消失。 ii 將試管加熱，黃色沉淀變為磚紅色，有刺激性氣味氣體產生。 iii在加熱條件下，繼續滴入Na2SO3溶液，磚紅色沉淀減少，當1加到10 mL時，沉淀完全溶解，得無色溶液。

(3)證明ii中磚紅色沉淀是Cu2O的實驗方案是_______。

(4)經檢驗i中黃色沉淀含有Cu2SO3，ii中沉淀由黃色變磚紅色的化學方程式是______。

(5)iii中磚紅色沉淀消失的原因是_______。

(6)在加熱條件下，若向2 mL 0.25 mol·L－1Na2SO3溶液中滴加0.25 mol·L－1CuSO4溶液至過量，預期觀察到的現象是_______。

(7)由上述實驗得出結論：CuSO4溶液和Na2SO3溶液反應制備Cu2O，應控制的條件是_______、_______。

Answer 1

【答案】Cu2++2H2OCu(OH)2+2H+ 2 5 2H2O 1 1SO42－ 4 取少量磚紅色沉淀于試管中，加入稀硫酸，溶液變為藍色，說明磚紅色沉淀是Cu2O Cu2SO3 Cu2O+SO2↑ Cu2O轉化得無色Cu(SO3)23－ 開始先產生沉淀，振蕩后溶解，后來產生磚紅色沉淀，且沉淀不消失 反應溫度； CuSO4和Na2SO3的物質的量之比

【解析】

（1）銅離子水解顯酸性；

（2）化合價升高和降低的總數相等；

（3）Cu2O+H2SO4=CuSO4+Cu+H2O；

（4）Cu2SO3易分解生成氧化亞銅；

（5）Cu2O能與Na2SO3反應生成Cu（SO3）23-；

（6）CuSO4溶液和Na2SO3溶液反應生成Cu2O；

（7）CuSO4溶液和Na2SO3溶液反應得到Cu2O，Cu2O和亞硫酸銅反應生成無色Cu（SO3）23-。

（1）硫酸銅是強酸弱堿鹽，Cu2＋水解導致溶液顯酸性，所以用離子方程式表示CuSO4溶液pH=4的原因是Cu2++2H2OCu(OH)2+2H+，故答案為：Cu2++2H2OCu(OH)2+2H+。

（2）根據方程式提供的信息，Cu2＋體現氧化性，得電子生成Cu2O，SO32-則具有還原性，失電子生成SO42-，根據化合價升降相等，然后根據電荷守恒和原子守恒配平，得到的離子方程式為2Cu2＋+5SO32-+2H2O =Cu2O+SO42-+4HSO3-，故答案為：2，5，2H2O，1，1SO42－，4。

（3）根據信息②可知，在酸性條件下Cu2O可發生歧化反應生成Cu2+和Cu，所以證明ii中磚紅色沉淀是Cu2O的實驗方案是取少量磚紅色沉淀于試管中，加入稀硫酸，溶液變為藍色，說明磚紅色沉淀是Cu2O，故答案為：取少量磚紅色沉淀于試管中，加入稀硫酸，溶液變為藍色，說明磚紅色沉淀是Cu2O。

（4）據題意，經檢驗i中黃色沉淀含有Cu2SO3，ii中Cu2SO3沉淀在加熱的條件下發生分解反應生成磚紅色Cu2O，并且有刺激性氣味氣體產生，該氣體為SO2，則反應的方程式是Cu2SO3Cu2O+SO2↑，故答案為：Cu2SO3Cu2O+SO2↑。

（5）通過資料③提供的信息，Cu2O和Cu(SO3)23－可以相互轉化，Cu2OCu(SO3)23-(無色)，SO32-濃度升高，平衡正移，生成無色的Cu(SO3)23-，沉淀消失，故答案為：Cu2O轉化得無色Cu(SO3)23－。

（6）此問中實驗過程和原題操作不同的地方是Na2SO3溶液和CuSO4溶液的滴加順序，先看到的是CuSO4少量時的現象，對應原題中iii的“沉淀溶解，無色溶液”現象。之后CuSO4滴加至過量，并且有加熱條件，應看到的是原過程中ii的“磚紅色沉淀，并有刺激性氣味氣體”現象。所以預期觀察到的現象是開始先產生沉淀，振蕩后溶解，后來產生磚紅色沉淀，且沉淀不消失，故答案為：開始先產生沉淀，振蕩后溶解，后來產生磚紅色沉淀，且沉淀不消失。

（7）對比原實驗中i和ii，可證明“加熱”是產生磚紅色沉淀的必要條件。對比原實驗ii和iii以及（6）中過程，可證明加入過量的Na2SO3時無Cu2O產生。另外如果Na2SO3加入量過少，則認為還原劑量少，生成Cu2O量不足，CuSO4和Na2SO3的物質的量之比是產生磚紅色沉淀的必要條件，故答案為：反應溫度；CuSO4和Na2SO3的物質的量之比。