Question

某小組同學以碳棒為電極電解CuCl2溶液時，發現陰極碳棒上除了有紅色物質析出外，還有少量白色物質析出。為探究陰極碳棒上的產物，同學們閱讀資料并設計了如下過程：

Ⅰ.有關資料：銅的化合物顏色性質如下

物質	顏色、性質	物質	顏色、性質
氫氧化銅Cu(OH)2	藍色固體不溶于水	硫酸銅(CuSO4)	溶液呈藍色
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.探究實驗：

(1)提出假設

①紅色物質一定有銅，還可能有Cu2O；

②白色物質為銅的化合物，其化學式可能為__________________________。

(2)實驗驗證

取電解CuCl2溶液后的陰極碳棒，洗滌、干燥，連接下列裝置進行實驗，驗證陰極產物，

 

①實驗前，檢查裝置A氣密性的方法是_______________________________。

②實驗時，各裝置從左至右的連接順序為A→________→________→B→________→________。

(3)觀察現象，得出結論

實驗結束后，碳棒上的白色物質變為紅色，F中物質不變色，D中出現白色沉淀，根據現象①碳棒上的紅色物質是否有Cu2O________(填“是”或“否”)，理由是________________________________________________________；

②裝置________(填上圖中裝置編號)中________的現象說明提出假設②中的白色物質一定存在；

③寫出裝置B中發生反應的化學方程式___________________________ _。

(4)問題討論

①電解CuCl2溶液后的陰極上發生的反應為：______________________

和_______________________________________________________________；

②實驗過程中，若裝置B中的空氣沒有排凈就開始加熱，可能對實驗造成的影響是__________________________________________________________。

 

Answer 1

(1)②CuCl

(2)①將橡膠管套在導氣管上，用彈簧夾夾緊橡膠管，向分液漏斗中注入水，打開分液漏斗活塞，水的液面不會連續下降，證明裝置A的氣密性好(其他合理答案也可)　②E　C　F　D

(3)①否　F中物質不變藍色　②D　出現白色沉淀

③2CuCl＋H22Cu＋2HCl

(4)①Cu2＋＋Cl－＋e－=CuCl↓　Cu2＋＋e－=Cu　②氫氣和氧氣混合加熱可能發生爆炸；空氣中水蒸氣會干擾Cu2O是否存在的判斷

【解析】(1)陰極主要發生Cu2＋得電子反應，及Cu2＋＋2e－=Cu，也可能發生反應：Cu2＋＋e－=Cu＋、Cu＋＋Cl－=CuCl↓，CuCl為白色沉淀。

(2)～(4)由所給裝置圖可知，驗證陰極產物的實驗原理為：使氫氣與陰極產物在高溫下反應，由其反應產物確定陰極產物；實驗方法為：首先制取氫氣、并除雜、干燥，將純凈的氫氣通過灼熱的陰極碳棒后，再通過無水硫酸銅，驗證是否生成水，若無水硫酸銅變藍，則說明有水生成，可進一步說明陰極碳棒有Cu2O生成，否則，沒有Cu2O生成；再通入硝酸銀溶液看是否有沉淀生成，若硝酸銀溶液中有白色沉淀生成，則該白色沉淀為氯化銀，說明反應中有氯化氫氣體生成，進一步說明陰極碳棒上有CuCl生成，否則，說明陰極碳棒上沒有CuCl生成。裝置的連接順序為：A→E→C→B→F→D。實驗中無水硫酸銅不變色，而硝酸銀溶液中有白色沉淀，說明陰極碳棒上沒有Cu2O而有Cu和CuCl，故硬質玻璃管中發生的反應為：2CuCl＋H22Cu＋2HCl。進而可推出電解時陰極發生的反應除生成Cu外，還生成CuCl。