问题 实验题

某小组同学以碳棒为电极电解CuCl2溶液时,发现阴极碳棒上除了有红色物质析出外,还有少量白色物质析出。为探究阴极碳棒上的产物,同学们阅读资料并设计了如下过程:

Ⅰ.有关资料:铜的化合物颜色性质如下

物质颜色、性质物质颜色、性质
氢氧化铜Cu(OH)2蓝色固体不溶于水硫酸铜(CuSO4)溶液呈蓝色
氧化亚铜(Cu2O)红色固体不溶于水氯化铜(CuCl2)浓溶液呈绿色,稀溶液呈蓝色
氯化亚铜(CuCl)白色固体不溶于水碱式氯化铜绿色固体不溶于水
 

Ⅱ.探究实验:

(1)提出假设

①红色物质一定有铜,还可能有Cu2O;

②白色物质为铜的化合物,其化学式可能为__________________________。

(2)实验验证

取电解CuCl2溶液后的阴极碳棒,洗涤、干燥,连接下列装置进行实验,验证阴极产物,

①实验前,检查装置A气密性的方法是_______________________________。

②实验时,各装置从左至右的连接顺序为A→________→________→B→________→________。

(3)观察现象,得出结论

实验结束后,碳棒上的白色物质变为红色,F中物质不变色,D中出现白色沉淀,根据现象①碳棒上的红色物质是否有Cu2O________(填“是”或“否”),理由是________________________________________________________;

②装置________(填上图中装置编号)中________的现象说明提出假设②中的白色物质一定存在;

③写出装置B中发生反应的化学方程式___________________________ _。

(4)问题讨论

①电解CuCl2溶液后的阴极上发生的反应为:______________________

和_______________________________________________________________;

②实验过程中,若装置B中的空气没有排净就开始加热,可能对实验造成的影响是__________________________________________________________。

答案

(1)②CuCl

(2)①将橡胶管套在导气管上,用弹簧夹夹紧橡胶管,向分液漏斗中注入水,打开分液漏斗活塞,水的液面不会连续下降,证明装置A的气密性好(其他合理答案也可) ②E C F D

(3)①否 F中物质不变蓝色 ②D 出现白色沉淀

③2CuCl+H22Cu+2HCl

(4)①Cu2++Cl-+e-=CuCl↓ Cu2++e-=Cu ②氢气和氧气混合加热可能发生爆炸;空气中水蒸气会干扰Cu2O是否存在的判断

(1)阴极主要发生Cu2得电子反应,及Cu2+2e=Cu,也可能发生反应:Cu2+e=Cu、Cu+Cl=CuCl↓,CuCl为白色沉淀。

(2)~(4)由所给装置图可知,验证阴极产物的实验原理为:使氢气与阴极产物在高温下反应,由其反应产物确定阴极产物;实验方法为:首先制取氢气、并除杂、干燥,将纯净的氢气通过灼热的阴极碳棒后,再通过无水硫酸铜,验证是否生成水,若无水硫酸铜变蓝,则说明有水生成,可进一步说明阴极碳棒有Cu2O生成,否则,没有Cu2O生成;再通入硝酸银溶液看是否有沉淀生成,若硝酸银溶液中有白色沉淀生成,则该白色沉淀为氯化银,说明反应中有氯化氢气体生成,进一步说明阴极碳棒上有CuCl生成,否则,说明阴极碳棒上没有CuCl生成。装置的连接顺序为:A→E→C→B→F→D。实验中无水硫酸铜不变色,而硝酸银溶液中有白色沉淀,说明阴极碳棒上没有Cu2O而有Cu和CuCl,故硬质玻璃管中发生的反应为:2CuCl+H22Cu+2HCl。进而可推出电解时阴极发生的反应除生成Cu外,还生成CuCl。

单项选择题 A3/A4型题
问答题