Question

19．某小組同學以碳棒為電極電解CuCl₂溶液時，發(fā)現(xiàn)陰極碳棒上除了有紅色物質(zhì)析出外，還有少量白色物質(zhì)析出．為探究陰極碳棒上的產(chǎn)物，同學們閱讀資料并設(shè)計了如下過程：
Ⅰ．有關(guān)資料：銅的化合物顏色性質(zhì)如下

物質(zhì)	顏色、性質(zhì)	物質(zhì)	顏色、性質(zhì)
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(shè)
①紅色物質(zhì)一定有銅，還可能有Cu₂O；
②白色物質(zhì)為銅的化合物，其化學式可能為CuCl．
（2）實驗驗證
取電解CuCl₂溶液后的陰極碳棒，洗滌、干燥，按照AECBFD的順序連接下列裝置進行實驗，驗證陰極產(chǎn)物，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，打開分液漏斗活塞，水的液面不會連續(xù)下降，證明裝置A的氣密性好（其他合理答案也可）．

（3）觀察現(xiàn)象，得出結(jié)論；
實驗結(jié)束后，碳棒上的白色物質(zhì)變?yōu)榧t色，F(xiàn)中物質(zhì)不變色，D中出現(xiàn)白色沉淀，根據(jù)現(xiàn)象回答：
①碳棒上的紅色物質(zhì)是否有Cu₂O否（填“是”或“否”），理由是F中物質(zhì)不變藍色；
②上述裝置D中出現(xiàn)白色沉淀的現(xiàn)象說明提出假設(shè)②中的白色物質(zhì)一定存在；
③寫出裝置B中發(fā)生反應(yīng)的化學方程式2CuCl+H₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2Cu+2HCl．
（4）問題討論
①關(guān)于電解CuCl₂溶過程中，電解液的pH變化，一種觀點從理論上分析認為是逐漸增大，你覺得支持這一說法的理由是（結(jié)合方程式回答）a：a中由于Cu²⁺+2H₂O?Cu（OH）₂+2H⁺，電解使Cu²⁺濃度減小，水解平衡逆向移動，溶液酸性減弱，pH增大．
另一同學用pH試紙測定其電解前后變化，結(jié)果發(fā)現(xiàn)是在減小，你覺得原因是b：b中電解產(chǎn)生的氯氣溶于水，使水溶液酸性增強，pH減�。�
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；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）利用裝置不漏氣檢驗裝置的氣密性；
（3）無水硫酸銅不變色說明陰極碳棒上的產(chǎn)物與氫氣反應(yīng)產(chǎn)物中沒有水；由實驗現(xiàn)象分析理由；
根據(jù)CuCl與氫氣反應(yīng)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(yīng)的化學方程式為氯化亞鐵與氫氣反應(yīng)生成銅和氯化氫；
（4）①銅離子水解生成氫離子，電解過程中析出Cu而抑制其水解；
陽極生成的氯氣溶解于溶液中生成酸；
②氫氣和氧氣混合加熱會產(chǎn)生爆炸；空氣中含有水蒸氣，影響H元素檢驗．

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）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；
（3）①由于無水硫酸銅不變色，證明中b反應(yīng)產(chǎn)物沒有水生成，碳棒上的紅色物質(zhì)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(zhì)不變藍色；
②假設(shè)②中，白色物質(zhì)若為CuCl，CuCl與氫氣反應(yīng)會生成氯化氫，將生成產(chǎn)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(zhì)為CuCl，
故答案為：D中出現(xiàn)白色沉淀；
③裝置b中發(fā)生反應(yīng)為CuCl與氫氣反應(yīng)，反應(yīng)的化學方程式為：2CuCl+H₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2Cu+2HCl，故答案為：2CuCl+H₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2Cu+2HCl；
（3）①電解CuCl₂溶液時，陰極上發(fā)生的反應(yīng)為Cu²⁺+2e^-=Cu，且生成氯化亞銅發(fā)生2Cu²⁺+2e^-+2Cl^-=2CuCl，
故答案為：Cu²⁺+2e^-=Cu，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爆炸，且空氣中水蒸氣會干擾Cu₂O是否存在的判斷．
（4）①a中由于Cu²⁺+2H₂O?Cu（OH）₂+2H⁺，電解使Cu²⁺濃度減小，水解平衡逆向移動，溶液酸性減弱，pH增大；
b中電解產(chǎn)生的氯氣溶于水，使水溶液酸性增強，pH減小，
故答案為：a中由于Cu²⁺+2H₂O?Cu（OH）₂+2H⁺，電解使Cu²⁺濃度減小，水解平衡逆向移動，溶液酸性減弱，pH增大；
b中電解產(chǎn)生的氯氣溶于水，使水溶液酸性增強，pH減��；
②氫氣和氧氣混合加熱可能產(chǎn)生爆炸現(xiàn)象，空氣中含有水蒸氣，從而干擾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 本題考查探究實驗，涉及實驗基本操作、物質(zhì)性質(zhì)等知識點，明確實驗原理、實驗安全及物質(zhì)性質(zhì)是解本題關(guān)鍵，側(cè)重考查學生知識綜合應(yīng)用及解決問題、實驗操作能力，難點是（4）①中溶液pH變化原因．