Question

10．某小組同學(xué)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(zhì)析出外，還有少量白色物質(zhì)析出．為探究陰極石墨電極上的產(chǎn)物，同學(xué)們閱讀資料并設(shè)計了如下過程：
Ⅰ．查閱資料：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(lán)色固體不溶于水		硫酸銅（CuSO4）	溶液呈藍(lán)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(lán)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(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(xué)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(jìn)行實驗，驗證陰極產(chǎn)物

①實驗前，檢查裝置A氣密性的方法是將橡膠管套在導(dǎo)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(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
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(lán)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(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(xué)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(yīng)外，還發(fā)生的反應(yīng)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(chǎn)物為Cu，可能有Cu₂O、CuCl，與干燥純堿氫氣反應(yīng)后，通無水硫酸銅若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，再檢驗氯離子；
（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；分解實驗現(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(xué)方程式為氯化亞鐵與氫氣反應(yīng)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(yīng)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(dǎo)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(dǎo)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(chǎn)物為Cu，可能有Cu₂O、CuCl，生成氫氣經(jīng)過E除去HCl，經(jīng)過C干燥，然后通入B中反應(yīng)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(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(lán)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，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(xué)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(yīng)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(zhì)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(xué)生的邏輯思維能力和發(fā)散思維能力，提高學(xué)生的應(yīng)試能力和學(xué)習(xí)效率．該類試題需要注意的是進(jìn)行物質(zhì)的檢驗時，要依據(jù)物質(zhì)的特殊性質(zhì)和特征反應(yīng)，選擇適當(dāng)?shù)脑噭┖头椒�，�?zhǔn)確觀察反應(yīng)中的明顯現(xiàn)象．