Question

2．電解是工業(yè)生產(chǎn)的常用方法．某研究性小組進行以下相關(guān)探究：實驗Ⅰ用圖1裝置電解CuCl₂溶液制取少量漂白液：

（1）導(dǎo)氣管W端應(yīng)與出氣口X連接（填“X”或“Y”）．
（2）實驗后發(fā)現(xiàn)陰極碳棒上除了附著有紅色物質(zhì)，還附著有少量白色物質(zhì)．查閱資料顯示：

物質(zhì)名稱及化學(xué)式	氯化亞銅CuCl	堿式氯化銅Cu2（OH）3Cl
性質(zhì)	白色固體、不溶水	綠色固體、不溶水

化學(xué)小組分析提出：①白色物質(zhì)為CuCl．
②紅色物質(zhì)可能有Cu；或者Cu₂O；或者二者混合物．
實驗Ⅱ為探究陰極碳棒上附著的紅色、白色物質(zhì)，設(shè)計了如下實驗：取出陰極碳棒，洗滌、干燥、稱其質(zhì)量為W₁g，并將其放入圖2所示裝置b中，進行實驗．
實驗中，碳棒上的白色物質(zhì)完全變?yōu)榧t色，無水硫酸銅不變色，d中出現(xiàn)白色沉淀；實驗結(jié)束時，繼續(xù)通H₂直至碳棒冷卻后，稱量其質(zhì)量為W₂g．
（3）無水硫酸銅的作用是檢驗紅色物質(zhì)中有無Cu₂O．
（4）裝置b中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是2CuCl+H₂=2Cu+2HCl．
（5）電解CuCl₂溶液時，陰極上產(chǎn)生白色物質(zhì)的原因為（用電極反應(yīng)式解釋）Cu²⁺+e^-+Cl^-=CuCl↓；陰極上產(chǎn)生白色物質(zhì)的物質(zhì)的量是$\frac{W{\;}_{1}-W{\;}_{2}}{35.5}$mol．
實驗Ⅲ測定漂白液中NaClO的濃度：準確移取20.00mL洗氣瓶內(nèi)混合溶液，加入適量的H₂O₂溶液，搖勻，滴加2～3滴酚酞試液，用 n mol•L^-1鹽酸滴定至終點，消耗鹽酸V mL．
（6）用化學(xué)方程式表示加入H₂O₂溶液的作用NaClO+H₂O₂=O₂↑+NaCl+H₂O．
（7）若忽略洗氣瓶內(nèi)的副反應(yīng)及體積變化，漂白液中NaClO的濃度為$\frac{20m-nV}{40}$mol•L^-1．

Answer 1

分析 （1）氯離子在陽極失電子生成氯氣，氯氣用氫氧化鈉溶液吸收；
（2）依據(jù)可能和假設(shè)紅色物質(zhì)可能為銅或氧化亞銅；
（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；
（4）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；
（5）電極氯化銅溶液陰極銅離子得到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；依據(jù)反應(yīng)2CuCl+H₂=2Cu+2HCl，反應(yīng)前后固體質(zhì)量變化為氯元素質(zhì)量分析計算；
（6）NaClO與H₂O₂反應(yīng)生成氧氣、NaCl和水，防止鹽酸滴定時與NaClO反應(yīng)；
（7）根據(jù)鈉元素守恒和氯元素守恒：n（NaOH）=2n（NaClO）+n（NaCl），n（NaCl）是滴定生成鹽酸與NaOH反應(yīng)生成的，結(jié)合滴定時消耗的鹽酸計算．

解答 解：（1）氯離子在陽極失電子生成氯氣，氯氣用氫氧化鈉溶液吸收，所以氯氣在X處流出進入W，
故答案為：X；
（2）②依據(jù)假設(shè)和物質(zhì)現(xiàn)象分析，紅色物質(zhì)可能為Cu或Cu₂O、或二者都有，
故答案為：Cu；
（3）由于無水硫酸銅不變色，證明b中反應(yīng)產(chǎn)物沒有水生成，碳棒上的紅色物質(zhì)中沒有氧元素，一定不會含有氧化亞銅，一定含有銅，則無水硫酸銅來檢驗紅色物質(zhì)中有無Cu₂O，
故答案為：檢驗紅色物質(zhì)中有無Cu₂O；
（4）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；
（5）電解CuCl₂溶液時，陰極上發(fā)生的反應(yīng)為銅離子得到電子生成銅：Cu²⁺+2e^-=Cu和銅離子失去電子生成氯化亞銅：Cu²⁺+e^-+Cl^-=CuCl↓；2CuCl+H₂=2Cu+2HCl，反應(yīng)前后固體質(zhì)量變化為氯元素質(zhì)量，白色固體為CuCl，所以n（CuCl）=n（Cl）=$\frac{W{\;}_{1}-W{\;}_{2}}{35.5}$mol，
故答案為：Cu²⁺+e^-+Cl^-=CuCl↓；$\frac{W{\;}_{1}-W{\;}_{2}}{35.5}$mol；
（6）NaClO與H₂O₂反應(yīng)生成氧氣、NaCl和水，防止鹽酸滴定時與NaClO反應(yīng)，其反應(yīng)的方程式為：NaClO+H₂O₂=O₂↑+NaCl+H₂O；
故答案為：NaClO+H₂O₂=O₂↑+NaCl+H₂O；
（7）根據(jù)鈉元素守恒和氯元素守恒：n（NaOH）=2n（NaClO）+n（NaCl），n（NaCl）是滴定生成鹽酸與NaOH反應(yīng)生成的，
則0.1m×$\frac{20mL}{100mL}$=2n（NaClO）+nV×10^-3，則n（NaClO）=$\frac{1}{2}$（0.02m-nV×10^-3）mol，
所以c（NaClO）=$\frac{\frac{1}{2}×（0.02m-nV×10{\;}^{-3}）}{0.02}$=$\frac{20m-nV}{40}$mol/L；
故答案為：$\frac{20m-nV}{40}$．

點評 本題考查物質(zhì)的檢驗與鑒別，題目難度中等，試題綜合性強，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)習效率．該類試題需要注意的是進行物質(zhì)的檢驗時，要依據(jù)物質(zhì)的特殊性質(zhì)和特征反應(yīng)，選擇適當?shù)脑噭┖头椒ǎ?/p>