Question

6．金属单质及其化合物在工农业生产中应用广泛．
（1）用FeC1₃溶液腐蚀印刷电路板上的铜，向所得溶液中加入铁粉．对加入铁粉充分反应后的溶液分析合理的是ac．
a．若无固体剩余，则溶液中可能有Fe³⁺
b．若有固体存在，则溶液中一定有Cu²⁺和Fe²⁺
c．若溶液中有Cu²⁺，则可能有固体存在，且该固体中一定没有铁粉
d．若溶液中有Fe²⁺，则一定有固体存在
（2）Cu₂O是一种半导体材料，制取Cu₂O的电解池如图，则石墨电极接电源的负（填“正”或“负”）极，电解池工作时，Cu电极的电极反应式为2Cu-2e^-+2OH^-═Cu₂O+H₂O；电解后溶液pH变大（填“变大”、“变小”或“不变”），
（3）查阅资料可知：Cu₂O为红色碱性氧化物，在酸性溶液中可发生反应：Cu₂O+2H⁺=Cu+Cu²⁺+H₂O．请设计简单实验来验证某铜粉样品中是否有氧化亚铜：少许样品于试管中，加入稀H₂SO₄，若溶液出现蓝色，说明红色物质中含有Cu₂O，反之则没有．

Answer 1

分析 （1）FeCl₃溶液腐蚀印刷电路板上的铜发生反应：Cu+2Fe³⁺=Cu²⁺+2Fe²⁺，Fe³⁺ 氧化性强于Cu²⁺，加入铁粉先与Fe³⁺反应，再与Cu²⁺反应，据此解答；
（2）阳极上铜失电子发生氧化反应，阴极上氢元素得电子发生还原反应，据此分析；
（3）根据氧化亚铜和酸反应的生成物确定实验方法．

解答 解：（1）a．无固体剩余，说明铜全部以铜离子形式存在，加入的铁完全反应，溶液中一定含有Fe²⁺，可能含有Fe³⁺，故a正确；
b．若有固体存在，固体中一定有铜，可能有铁，溶液中一定有含有Fe²⁺，不一定有Cu²⁺，故b错误；
c．若溶液中有Cu²⁺，加入的铁量不足，可能只与Fe³⁺反应，也可能与Fe³⁺反应，剩余部分与Cu²⁺反应生成铜，所以可能有固体析出并且该固体中一定没有铁粉，故c正确；
d．当加入的铁较少时，只发生Fe+2Fe³⁺=3Fe²⁺时，不会有铜析出，故d错误；
故选：ac；
（2）根据阳极上铜失电子发生氧化反应生成氧化亚铜，Cu电极的电极反应式为2Cu-2e^-+2OH^-═Cu₂O+H₂O；阴极上氢元素得电子发生还原反应，电极反应式为2H₂O+2e^-═H₂↑+2OH^-，所以石墨电极是阴极，与阴极连接的电极是电源的负极，电解总反应为2Cu+H₂O$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$Cu₂O+H₂↑，则消耗水，所以碱性增强，电解后溶液pH变大，
故答案为：负；2Cu-2e^-+2OH^-═Cu₂O+H₂O；变大；
（3）铜离子在溶液中呈蓝色，氧化亚铜能和酸反应生成铜离子，溶液由无色变为蓝色；铜和弱氧化性的酸不反应，根据该物质能否和酸反应判断．
故答案为：取少许样品于试管中，加入稀H₂SO₄，若溶液出现蓝色，说明红色物质中含有Cu₂O，反之则没有．

点评 本题考查了铁及其化合物的性质以及电解原理，难度中等，熟悉三价铁离子、铜离子氧化性强弱以及反应的过程是解题的关键；