Question

某小組同學(xué)以碳棒為電極電解CuCl₂溶液時(shí)，發(fā)現(xiàn)陰極碳棒上除了有紅色物質(zhì)析出外，還有少量白色物質(zhì)析出．為探究陰極碳棒上的產(chǎn)物，同學(xué)們閱讀資料并設(shè)計(jì)了如下過程：
I．有關(guān)資料：銅的化合物顏色性質(zhì)如下

物質(zhì)

顏色、性質(zhì)

物質(zhì)

顏色、性質(zhì)

氫氧化銅Cu（OH）2

藍(lán)色固體不溶于水

硫酸銅（CuSO4）

溶液呈藍(lán)色

氧化亞銅（Cu2O）

紅色固體不溶于水

氯化銅（CuCl2）

濃溶液呈綠色，稀溶液呈藍(lán)色

氯化亞銅（CuCl）

白色固體不溶于水

堿式氯化銅

綠色固體不溶于水

Ⅱ．探究實(shí)驗(yàn)：
（1）提出假設(shè)．
①紅色物質(zhì)一定有銅，還可能有Cu₂O；
②白色物質(zhì)為銅的化合物，其化學(xué)式可能為

 

．
（2）實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
取電解CuCl₂溶液后的陰極碳棒，洗滌、干燥，連接下列裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證陰極產(chǎn)物．
①實(shí)驗(yàn)前，檢查裝置A氣密性的方法是

 

．
②實(shí)驗(yàn)時(shí)，各裝置從左至右的連接順序?yàn)锳→

 

→

 

→B→

 

→

 

．
（3）觀察現(xiàn)象，得出結(jié)論
實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，碳棒上的白色物質(zhì)變?yōu)榧t色，F(xiàn)中物質(zhì)不變色，D中出現(xiàn)白色沉淀，根據(jù)現(xiàn)象①碳棒上的紅色物質(zhì)是否有Cu₂O

 

（填“是”或“否”），理由是

 

；
②裝置

 

（填上圖中裝置編號(hào)）中的現(xiàn)象說明提出假設(shè)②中的白色物質(zhì)一定存在；
③寫出裝置b中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式

 

．
（4）問題討論
①電解CuCl₂溶液后的陰極上發(fā)生的反應(yīng)為：

 

；
②實(shí)驗(yàn)過程中，若裝置b中的空氣沒有排凈就開始加熱，可能對(duì)實(shí)驗(yàn)造成的影響是

 

．

Answer 1

分析：（1）由Cu的化合物的顏色可知，CuCl為白色固體；
（2）①利用裝置不漏氣檢驗(yàn)裝置的氣密性；
②陰極產(chǎn)物為Cu，可能有Cu₂O、CuCl，與干燥純堿氫氣反應(yīng)后，通無水硫酸銅若不變色說明陰極碳棒上的產(chǎn)物與氫氣反應(yīng)產(chǎn)物中沒有水，再檢驗(yàn)氯離子；
（3（無水硫酸銅不變色說明陰極碳棒上的產(chǎn)物與氫氣反應(yīng)產(chǎn)物中沒有水；分解實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象分析理由；
根據(jù)CuCl與氫氣反應(yīng)生成了氯化氫，通過檢驗(yàn)氯離子判斷是否存在CuCl；
③裝置b中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為氯化亞鐵與氫氣反應(yīng)生成銅和氯化氫；
（4）①電極氯化銅溶液陰極銅失去電子生成銅離子和氯化亞銅，據(jù)此寫成電極反應(yīng)的離子方程式；
②氫氣不純可能發(fā)生爆炸，水蒸氣中含氧元素干擾實(shí)驗(yàn)．

解答：解：（1）由Cu的化合物的顏色可知，CuCl為白色固體，故答案為：CuCl；
（2）①利用裝置不漏氣檢驗(yàn)裝置的氣密性，其方法為將橡膠管套在導(dǎo)氣管上，用彈簧夾夾緊橡膠管，向分液漏斗中注入水，打開分液漏斗的活塞，水的液面不會(huì)連續(xù)下降，證明裝置A的氣密性好，故答案為：將橡膠管套在導(dǎo)氣管上，用彈簧夾夾緊橡膠管，向分液漏斗中注入水，打開分液漏斗的活塞，水的液面不會(huì)連續(xù)下降，證明裝置A的氣密性好；
②陰極產(chǎn)物為Cu，可能有Cu₂O、CuCl，生成氫氣經(jīng)過E除去HCl，經(jīng)過C干燥，然后通入B中反應(yīng)后，通過F檢驗(yàn)是否存在Cu₂O，再利用D檢驗(yàn)氯離子，正確的順序?yàn)锳→E→C→B→F→D，故答案為：E；C；F；D；
（3）①由于無水硫酸銅不變色，證明中b反應(yīng)產(chǎn)物沒有水生成，碳棒上的紅色物質(zhì)中沒有氧元素，一定不會(huì)含有氧化亞銅，
故答案為：否；F中物質(zhì)不變藍(lán)色；
②假設(shè)②中，白色物質(zhì)若為CuCl，CuCl與氫氣反應(yīng)會(huì)生成氯化氫，將生成產(chǎn)物通入硝酸銀溶液中，若D中生成了白色沉淀，證明白色物質(zhì)為CuCl，
故答案為：D中出現(xiàn)白色沉淀；
③裝置b中發(fā)生反應(yīng)為CuCl與氫氣反應(yīng)，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：2CuCl+H₂

△   .

2Cu+2HCl，故答案為：2CuCl+H₂

△   .

2Cu+2HCl；
（3）①電解CuCl₂溶液時(shí)，陰極上發(fā)生的反應(yīng)為Cu²⁺+2e^-=Cu，且生成氯化亞銅發(fā)生2Cu²⁺+2e^-+2Cl^-=2CuCl，
故答案為：Cu²⁺+2e^-=Cu，2Cu²⁺+2e^-+2Cl^-=2CuCl；
②用若裝置b中的空氣沒有排凈就開始加熱，氫氣和氧氣混合加熱可能爆炸，且空氣中水蒸氣會(huì)干擾Cu₂O是否存在的判斷，故答案為：氫氣和氧氣混合加熱可能爆炸，且空氣中水蒸氣會(huì)干擾Cu₂O是否存在的判斷．

點(diǎn)評(píng)：本題考查物質(zhì)的檢驗(yàn)與鑒別，題目難度中等，該題是高考中的常見題型，試題綜合性強(qiáng)，有利于培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維能力和發(fā)散思維能力，提高學(xué)生的應(yīng)試能力和學(xué)習(xí)效率．該類試題需要注意的是進(jìn)行物質(zhì)的檢驗(yàn)時(shí)，要依據(jù)物質(zhì)的特殊性質(zhì)和特征反應(yīng)，選擇適當(dāng)?shù)脑噭┖头椒ǎ瑴?zhǔn)確觀察反應(yīng)中的明顯現(xiàn)象．