Question

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：

 

；
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

 

．

Answer 1

分析：（1）由Cu的化合物的颜色可知，CuCl为白色固体；
（2）①利用装置不漏气检验装置的气密性；
②阴极产物为Cu，可能有Cu₂O、CuCl，与干燥纯碱氢气反应后，通无水硫酸铜若不变色说明阴极碳棒上的产物与氢气反应产物中没有水，再检验氯离子；
（3（无水硫酸铜不变色说明阴极碳棒上的产物与氢气反应产物中没有水；分解实验现象分析理由；
根据CuCl与氢气反应生成了氯化氢，通过检验氯离子判断是否存在CuCl；
③装置b中发生反应的化学方程式为氯化亚铁与氢气反应生成铜和氯化氢；
（4）①电极氯化铜溶液阴极铜失去电子生成铜离子和氯化亚铜，据此写成电极反应的离子方程式；
②氢气不纯可能发生爆炸，水蒸气中含氧元素干扰实验．

解答：解：（1）由Cu的化合物的颜色可知，CuCl为白色固体，故答案为：CuCl；
（2）①利用装置不漏气检验装置的气密性，其方法为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，打开分液漏斗的活塞，水的液面不会连续下降，证明装置A的气密性好，故答案为：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，打开分液漏斗的活塞，水的液面不会连续下降，证明装置A的气密性好；
②阴极产物为Cu，可能有Cu₂O、CuCl，生成氢气经过E除去HCl，经过C干燥，然后通入B中反应后，通过F检验是否存在Cu₂O，再利用D检验氯离子，正确的顺序为A→E→C→B→F→D，故答案为：E；C；F；D；
（3）①由于无水硫酸铜不变色，证明中b反应产物没有水生成，碳棒上的红色物质中没有氧元素，一定不会含有氧化亚铜，
故答案为：否；F中物质不变蓝色；
②假设②中，白色物质若为CuCl，CuCl与氢气反应会生成氯化氢，将生成产物通入硝酸银溶液中，若D中生成了白色沉淀，证明白色物质为CuCl，
故答案为：D中出现白色沉淀；
③装置b中发生反应为CuCl与氢气反应，反应的化学方程式为：2CuCl+H₂

△   .

2Cu+2HCl，故答案为：2CuCl+H₂

△   .

2Cu+2HCl；
（3）①电解CuCl₂溶液时，阴极上发生的反应为Cu²⁺+2e^-=Cu，且生成氯化亚铜发生2Cu²⁺+2e^-+2Cl^-=2CuCl，
故答案为：Cu²⁺+2e^-=Cu，2Cu²⁺+2e^-+2Cl^-=2CuCl；
②用若装置b中的空气没有排净就开始加热，氢气和氧气混合加热可能爆炸，且空气中水蒸气会干扰Cu₂O是否存在的判断，故答案为：氢气和氧气混合加热可能爆炸，且空气中水蒸气会干扰Cu₂O是否存在的判断．

点评：本题考查物质的检验与鉴别，题目难度中等，该题是高考中的常见题型，试题综合性强，有利于培养学生的逻辑思维能力和发散思维能力，提高学生的应试能力和学习效率．该类试题需要注意的是进行物质的检验时，要依据物质的特殊性质和特征反应，选择适当的试剂和方法，准确观察反应中的明显现象．