Question

【題目】某小組在驗(yàn)證反應(yīng)“2Fe3+ + Cu =2Fe2+ + Cu2+”的實(shí)驗(yàn)中觀察到溶液顏色由棕黃色變?yōu)闇\綠色，且產(chǎn)生灰白色沉淀。發(fā)現(xiàn)和探究過程如下。

	實(shí)驗(yàn)過程	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象
實(shí)驗(yàn)1		充分振蕩，棕黃色溶液逐漸變淺，最后呈淺綠色，有灰白色固體產(chǎn)生

實(shí)驗(yàn)1中所得溶液的顏色比預(yù)期的淺，針對其原因進(jìn)行探究。

（1）甲認(rèn)為：實(shí)驗(yàn)后，溶液中c (Cu2+)應(yīng)為0.5 mol/L。“溶液顏色淺”是c (Cu2+)低于0.5 mol/L造成的。 配制含0.5 mol/L CuCl2和____________mol/L FeCl2混合溶液，觀察溶液的顏色。該溶液為藍(lán)綠色，明顯比實(shí)驗(yàn)所得溶液顏色深，說明_________________________。

（2）甲進(jìn)一步研究認(rèn)為，“溶液顏色淺”與產(chǎn)生了灰白色固體有關(guān)。

甲查閱資料如下，猜想灰白色固體可能含有CuCl。

資料：CuCl是白色固體，不溶于水、硫酸，可溶于氨水。

為探究灰白色固體成分，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案如下：

方案1	用蒸餾水將實(shí)驗(yàn)1中的灰白色固體混合物洗凈，取少量，加入過量稀硝酸，如果有白色固體剩余，則證明有CuCl
方案2	用蒸餾水將實(shí)驗(yàn)1中的灰白色固體混合物洗凈，取少量，加入濃氨水浸泡，過濾，向?yàn)V液中加入稀硫酸

a.按方案1進(jìn)行實(shí)驗(yàn)2：

b.加入稀硝酸的目的是___________，反應(yīng)的離子方程式是____________________________________。

c.乙認(rèn)為該方案不嚴(yán)謹(jǐn)，理由是：CuCl具有還原性，被硝酸氧化后的生成物能溶于稀硝酸。

d.按方案2進(jìn)行實(shí)驗(yàn)3：

e.加入稀硫酸時(shí)，產(chǎn)生的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是____________，說明灰白色固體中含有CuCl。

（3）綜合上述實(shí)驗(yàn)，說明實(shí)驗(yàn)1所得溶液的顏色比預(yù)期淺的原因是_____________________________。

Answer 1

【答案】1 溶液顏色比預(yù)期的淺，是c (Cu2+)低于0.5 mol/L造成的 除去未反應(yīng)的銅 3Cu+8H+＋2NO === 3Cu2+＋2NO↑＋4H2O 產(chǎn)生白色沉淀 在Cl－和足量Cu存在時(shí)，由于生成了CuCl，從而使溶液中c (Cu2+)低于0.5 mol/L

【解析】

（1）5ml1 mol/L FeCl3溶液與足量Cu反應(yīng)，理論上得到0.5 mol/L CuCl2和1 mol/LFeCl2混合溶液，CuCl2與過量的銅反應(yīng)生成了CuCl，從而使溶液中c (Cu2+)低于0.5 mol/L；

（2）由于CuCl具有還原性，被硝酸氧化后的生成物能溶于稀硝酸沒有白色固體剩余，檢驗(yàn)白色固體為CuCl，應(yīng)將洗凈的灰白色固體混合物加入濃氨水浸泡，過濾，向?yàn)V液中加入稀硫酸，觀察是否有白色沉淀生成；

（3）由實(shí)驗(yàn)可知，反應(yīng)中生成的CuCl2與過量的銅反應(yīng)生成了CuCl，從而使溶液中c (Cu2+)低于0.5 mol/L，CuCl的生成與Cl－和Cu的存在有關(guān)。

（1）由方程式可知，5ml1 mol/L FeCl3溶液與足量Cu反應(yīng)，理論上得到0.5 mol/L CuCl2和1 mol/LFeCl2混合溶液，實(shí)驗(yàn)中溶液顏色淺可能是CuCl2發(fā)生反應(yīng)生成CuCl導(dǎo)致c (Cu2+)低于0.5 mol/L，為確認(rèn)c (Cu2+)低于0.5 mol/L，應(yīng)該配制含0.5 mol/L CuCl2和1 mol/LFeCl2混合溶液，與實(shí)驗(yàn)所得混合液進(jìn)行顏色對比，若溶液顏色淺，說明溶液中c (Cu2+)低于0.5 mol/L，故答案為：1；溶液顏色比預(yù)期的淺，是c (Cu2+)低于0.5 mol/L造成的；

（2）方案1向洗凈的灰白色固體混合物加入稀硝酸，過量的銅溶于稀硝酸生成硝酸銅、一氧化氮和水，剩余固體為白色CuCl固體；方案2將洗凈的灰白色固體混合物加入濃氨水浸泡，CuCl與濃氨水反應(yīng)溶解，剩余固體為過量的銅；由于CuCl具有還原性，被硝酸氧化后的生成物能溶于稀硝酸沒有白色固體剩余，所以為驗(yàn)證白色固體為CuCl，應(yīng)向?yàn)V液中加入稀硫酸，重新生成白色CuCl固體，說明灰白色固體中含有CuCl，故答案為：除去未反應(yīng)的銅；3Cu+8H+＋2NO =3Cu2+＋2NO↑＋4H2O；產(chǎn)生白色沉淀；

（3）由以上實(shí)驗(yàn)可知，反應(yīng)中生成CuCl的原因是CuCl2與過量的銅反應(yīng)生成了CuCl，從而使溶液中c (Cu2+)低于0.5 mol/L，實(shí)驗(yàn)1所得溶液的顏色比預(yù)期淺，故答案為：在Cl－和足量Cu存在時(shí)，由于生成了CuCl，從而使溶液中c (Cu2+)低于0.5 mol/L。