Question

【題目】研究小組進(jìn)行右圖所示實(shí)驗(yàn)，試劑A為0.2mol/LCuSO4溶液，發(fā)現(xiàn)鋁條表面無明顯變化，于是改變實(shí)驗(yàn)條件，探究鋁和CuSO4溶液、CuCl2溶液反應(yīng)的影響因素。用不同的試劑A進(jìn)行實(shí)驗(yàn)1~實(shí)驗(yàn)4，并記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象:

實(shí)驗(yàn)序號	試劑A	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象
1	0.2mol/LCuCl2溶液	鋁條表面有氣泡產(chǎn)生，并有紅色固體析出
2	0.2mol/LCuSO4溶液，再加入一定質(zhì)量的NaCl固體	開始鋁條表面無明顯變化，加NaCl后，鋁條表面有氣泡產(chǎn)生，并有紅色固體析出
3	2mol/LCuSO4溶液	鋁條表面有少量氣泡產(chǎn)生，并有少量紅色固體
4	2mol/LCuCl2溶液	反應(yīng)非常劇烈，有大量氣泡產(chǎn)生，溶液變成棕褐色，有紅色固體和白色固體生成

(1)實(shí)驗(yàn)1中，鋁條表面析出紅色固體的反應(yīng)的離子方程式為_________。

(2)實(shí)驗(yàn)2的目的是證明銅鹽中的陰離子Cl-是導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)1中反應(yīng)迅速發(fā)生的原因，實(shí)驗(yàn)2中加入NaCl固體的質(zhì)量為______g。

(3)實(shí)驗(yàn)3的目的是_________ 。

(4)經(jīng)檢驗(yàn)可知，實(shí)驗(yàn)4中白色固體為CuCl。甲同學(xué)認(rèn)為產(chǎn)生白色固體的原因可能是發(fā)生了Cu+CuCl2=2CuCl的反應(yīng)，他設(shè)計(jì)了右圖所示實(shí)驗(yàn)證明該反應(yīng)能夠發(fā)生。

①A極的電極材料是_________。

②能證明該反應(yīng)發(fā)生的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是_________ 。

(5)為探究實(shí)驗(yàn)4中溶液呈現(xiàn)棕褐色的原因，分別取白色CuCl固體進(jìn)行以下實(shí)驗(yàn):

實(shí)驗(yàn)序號	實(shí)驗(yàn)操作	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象
i	加入濃NaCl溶液	沉淀溶解，形成無色溶液
ii	加入飽和AlCl3溶液	沉淀溶解，形成褐色溶液
iii	向i所得溶液中加入2mol/LCuCl2溶液	溶液由無色變?yōu)楹稚?/span>

查閱資料知:CuCl難溶于水，能溶解在Cl-濃度較大的溶液中，生成[CuCl2]-絡(luò)離子，用水稀釋含[CuCl2]-的溶液時(shí)會(huì)重新析出CuCl沉淀。

①由述球?qū)嶒?yàn)及資料可推斷，實(shí)驗(yàn)4中溶液呈棕褐色的原因可能是[CuCl2]-與_____作用的結(jié)果。

②為確證實(shí)驗(yàn)4所得的棕褐色溶液中含有[CuCl2]-，應(yīng)補(bǔ)充的實(shí)驗(yàn)是_______。

(6)上述實(shí)驗(yàn)說明，鋁和CuSO4溶液、CuCl2溶液的反應(yīng)現(xiàn)象與______有關(guān)。

Answer 1

【答案】 3Cu2+ + 2Al ＝ 2Al3+ + 3Cu 0.117 證明增大CuSO4溶液的濃度能夠使Al和CuSO4的反應(yīng)發(fā)生 金屬銅 電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)，兩極均有白色沉淀生成 Al3+、Cu2+ 取適量實(shí)驗(yàn)4的棕褐色溶液，加水稀釋，觀察是否出現(xiàn)白色沉淀 銅鹽中陰離子的種類、銅鹽溶液的濃度等

【解析】(1)實(shí)驗(yàn)1中，鋁與氯化銅反應(yīng)置換出銅，反應(yīng)的離子方程式為3Cu2+ + 2Al= 2Al3+ + 3Cu，故答案為：3Cu2+ + 2Al= 2Al3+ + 3Cu；

(2)實(shí)驗(yàn)1中n(Cl-)=0.005L×0.2 mol·L-1×2=0.002mol，實(shí)驗(yàn)2的目的是證明銅鹽中的陰離子Cl-是導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)1中反應(yīng)迅速發(fā)生的原因，實(shí)驗(yàn)2 中加入NaCl固體的質(zhì)量為0.002mol×58.5g/mol= 0.117g，故答案為：0.117；

(3)實(shí)驗(yàn)3與原實(shí)驗(yàn)相比，增大了硫酸銅溶液的濃度，鋁條表面有少量氣泡產(chǎn)生，并有少量紅色固體，說明增大CuSO4溶液的濃度能夠使Al和CuSO4的反應(yīng)發(fā)生，故答案為：證明增大CuSO4溶液的濃度能夠使Al和CuSO4的反應(yīng)發(fā)生；

(4)① Cu + CuCl2= 2CuCl反應(yīng)中銅被氧化，銅應(yīng)該做負(fù)極，CuCl2被還原，在正極放電，因此A極為負(fù)極，選用銅作負(fù)極，故答案為：銅；

② 構(gòu)成原電池后，銅溶解進(jìn)入溶液，與溶液中的氯離子反應(yīng)生成白色沉淀，正極銅離子被還原，也生成白色沉淀，電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)，故答案為：電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)，兩極均有白色沉淀生成；

(5)①由上述實(shí)驗(yàn)ii及資料可推斷，實(shí)驗(yàn)4中溶液呈棕褐色的原因可能是[CuCl2]－與Al3+、Cu2+作用的結(jié)果，故答案為：Al3+、Cu2+；

②根據(jù)信息知，取適量實(shí)驗(yàn)4的棕褐色溶液，加水稀釋，觀察是否出現(xiàn)白色沉淀可以確證實(shí)驗(yàn)4所得的棕褐色溶液中含有[CuCl2]－，故答案為：取適量實(shí)驗(yàn)4的棕褐色溶液，加水稀釋，觀察是否出現(xiàn)白色沉淀；

(6)根據(jù)實(shí)驗(yàn)1和2、2和3、1和4中所用試劑的種類和濃度以及實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象可知，鋁和CuSO4溶液、CuCl2溶液的反應(yīng)現(xiàn)象與銅鹽中陰離子的種類、銅鹽溶液的濃度等有關(guān)，故答案為：銅鹽中陰離子的種類、銅鹽溶液的濃度等。