Question

10．某小組同學以石墨為電極電解CuCl₂溶液時，發(fā)現(xiàn)陰極石墨電極上除了有紅色物質析出外，還有少量白色物質析出．為探究陰極石墨電極上的產物，同學們閱讀資料并設計了如下過程：
Ⅰ．查閱資料：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．實驗探究：
（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CuCl．
（2）實驗驗證 取電解CuCl₂溶液后的陰極石墨電極，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，打開分液漏斗的活塞，水的液面不會連續(xù)下降，證明裝置A的氣密性好．
②實驗時，各裝置從左至右的連接順序為A→E→C→B→F→D．（填裝置代號）
（3）觀察現(xiàn)象，得出結論
實驗結束后，碳棒上的白色物質變?yōu)榧t色，F(xiàn)中物質不變色，D中出現(xiàn)白色沉淀，根據(jù)現(xiàn)象
①碳棒上的紅色物質是否有Cu₂O否（填“是”或“否”），理由是F中物質不變藍色；
②裝置D（填上圖中裝置編號）中出現(xiàn)白色沉淀的現(xiàn)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(fā)生反應的化學方程式2CuCl+H₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2Cu+2HCl．
（4）問題討論
①電解CuCl₂溶液陰極上除發(fā)生Cu²⁺+2e^-═Cu的反應外，還發(fā)生的反應為2Cu²⁺+2e^-+2Cl^-=2CuCl；
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氫氣和氧氣混合加熱可能發(fā)生爆炸和空氣中水蒸氣會干擾Cu₂O是否存在的判斷．

Answer 1

分析 （1）由Cu的化合物的顏色可知，CuCl為白色固體；
（2）①利用裝置不漏氣檢驗裝置的氣密性；
②陰極產物為Cu，可能有Cu₂O、CuCl，與干燥純堿氫氣反應后，通無水硫酸銅若不變色說明陰極碳棒上的產物與氫氣反應產物中沒有水，再檢驗氯離子；
（3）無水硫酸銅不變色說明陰極碳棒上的產物與氫氣反應產物中沒有水；分解實驗現(xiàn)象分析理由；
根據(jù)CuCl與氫氣反應生成了氯化氫，通過檢驗氯離子判斷是否存在CuCl；
③裝置b中發(fā)生反應的化學方程式為氯化亞鐵與氫氣反應生成銅和氯化氫；
（4）①電極氯化銅溶液陰極銅失去電子生成銅離子和氯化亞銅，據(jù)此寫成電極反應的離子方程式；
②氫氣不純可能發(fā)生爆炸，水蒸氣中含氧元素干擾實驗．

解答 解：（1）由Cu的化合物的顏色可知，CuCl為白色固體，故答案為：CuCl；
（2）①利用裝置不漏氣檢驗裝置的氣密性，其方法為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，打開分液漏斗的活塞，水的液面不會連續(xù)下降，證明裝置A的氣密性好，
故答案為：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，打開分液漏斗的活塞，水的液面不會連續(xù)下降，證明裝置A的氣密性好；
②陰極產物為Cu，可能有Cu₂O、CuCl，生成氫氣經過E除去HCl，經過C干燥，然后通入B中反應后，通過F檢驗是否存在Cu₂O，再利用D檢驗氯離子，正確的順序為A→E→C→B→F→D，
故答案為：E；C；F；D；
（3）①由于無水硫酸銅不變色，證明中b反應產物沒有水生成，碳棒上的紅色物質中沒有氧元素，一定不會含有氧化亞銅，
故答案為：否；F中物質不變藍色；
②假設②中，白色物質若為CuCl，CuCl與氫氣反應會生成氯化氫，將生成產物通入硝酸銀溶液中，若D中生成了白色沉淀，證明白色物質為CuCl，
故答案為：D，出現(xiàn)白色沉淀；
③裝置b中發(fā)生反應為CuCl與氫氣反應，反應的化學方程式為：2CuCl+H₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2Cu+2HCl，
故答案為：2CuCl+H₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2Cu+2HCl；
（4）①電解CuCl₂溶液時，陰極上發(fā)生的反應為Cu²⁺+2e^-=Cu，且生成氯化亞銅發(fā)生2Cu²⁺+2e^-+2Cl^-=2CuCl，
故答案為：2Cu²⁺+2e^-+2Cl^-=2CuCl；
②用若裝置b中的空氣沒有排凈就開始加熱，氫氣和氧氣混合加熱可能爆炸，且空氣中水蒸氣會干擾Cu₂O是否存在的判斷，
故答案為：氫氣和氧氣混合加熱可能發(fā)生爆炸，空氣中水蒸氣會干擾Cu₂O是否存在的判斷．

點評 本題考查物質的檢驗與鑒別，題目難度中等，該題是高考中的常見題型，試題綜合性強，有利于培養(yǎng)學生的邏輯思維能力和發(fā)散思維能力，提高學生的應試能力和學習效率．該類試題需要注意的是進行物質的檢驗時，要依據(jù)物質的特殊性質和特征反應，選擇適當?shù)脑噭┖头椒�，準確觀察反應中的明顯現(xiàn)象．