【题目】【2017•日照一中期末】某小组同学以石墨为电极电解CuCl2溶液时,发现阴极石墨电极上除了有红色物质析出外,还有少量白色物质析出。为探究阴极石墨电极上的产物,同学们阅读资料并设计了如下过程:
Ⅰ.查阅资料: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. 实验探究:
(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溶液后的阴极石墨电极,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→ → 。(填装置代号)
(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溶液阴极上除发生Cu2++2e-===Cu的反应外,还发生的反应为 ;
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 和 。
【答案】(1)② CuCl(1分)
(2)① 将橡胶管连在导气管上,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,水无法流下(或水的液面不会连续下降),证明气密性好良好 (2分)② E C F D(2分)
(3)① 否(1分) F中物质不变蓝色(1分) ② D(1分) 出现白色沉淀(1分)
③ 2CuCl+H22Cu+2HCl(2分)
(4)① Cu2++Cl-+e-===CuCl↓(2分) ② 氢气和氧气混合加热可能发生爆炸(1分);装置中水蒸气会干扰Cu2O是否存在的判断。(1分)
【解析】(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,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;
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;
(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;
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CuC;
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+H22Cu+2HCl;
(4)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;
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。