【題目】探究NaHSO3溶液分別與CuCl2、CuSO4溶液的反應(yīng)。

已知:(深藍(lán)色溶液)

回答下列問題:

(1)實驗產(chǎn)生的無色氣體為SO2。用蘸有碘水的淀粉試紙接近試管口,觀察到_________________________,反應(yīng)的離子方程式為______________________

(2)對實驗產(chǎn)生SO2的原因進(jìn)行分析,提出兩種假設(shè):

①Cu2+水解使溶液中c(H+)增大;

②Cl存在時,Cu2+反應(yīng)生成CuCl白色沉淀,溶液中c(H+)增大。

實驗證明,不合理,實驗證據(jù)是____________________;合理,實驗反應(yīng)的離子方程式有_________________________、H++SO2↑+H2O

(3)通過分析實驗、,可知:Cl增強(qiáng)了Cu2+的氧化性。下述實驗證實了此結(jié)論。實驗方案:閉合K,電壓表的指針偏轉(zhuǎn)至“x”處;向U形管___________(補(bǔ)全實驗操作及現(xiàn)象)。裝置中,鹽橋的作用是______________________________(答出兩條即可)。

(4)將實驗的溶液靜置24小時或加熱后,得到紅色沉淀。經(jīng)檢驗,紅色沉淀中含有Cu+、Cu2+。設(shè)計實驗,證明紅色沉淀中含有Cu+__________________。

【答案】藍(lán)色褪去 SO2+I2+2H2O+2I+4H+ 實驗、c(Cu2+)相同,但實驗中未見氣泡 2Cu2++2Cl++H2O2CuCl↓++3H+ 右側(cè)加入一定量NaCl固體,溶解后,觀察到電壓表指針偏轉(zhuǎn)變大 隔離兩極區(qū)電解質(zhì)溶液;使離子定向移動,構(gòu)成閉合回路;平衡兩極區(qū)電荷 取洗凈的紅色固體于試管中,滴加足量濃氨水,沉淀溶解,得到淺藍(lán)色溶液,露置在空氣中一段時間后溶液變?yōu)樯钏{(lán)色,即可證明紅色固體中含有Cu+

【解析】

本實驗通過探究NaHSO3分別與CuCl2CuSO4溶液的反應(yīng)發(fā)現(xiàn),CuCl2溶液可以與NaHSO3溶液反應(yīng)生成氣體和白色沉淀,通過進(jìn)一步的實驗探究氣體產(chǎn)生的原因和白色沉淀的主要成分,通過實驗得出由于Cl-的存在使得溶液中產(chǎn)生的氣體和白色沉淀,原因是Cl-的存在使得Cu2+的氧化性增強(qiáng),Cu2+與亞硫酸氫根發(fā)生反應(yīng)生成大量的氫離子,銅離子被還原為亞銅離子,氫離子與溶液中的亞硫酸氫根反應(yīng)生成二氧化硫氣體,亞銅離子與溶液中的氯離子反應(yīng)生成白色沉淀,據(jù)此分析。

(1)若實驗產(chǎn)生的氣體為SO2,SO2有還原性,可以將I2還原為I-,反應(yīng)的離子方程式為SO2+I2+2H2O+2I+4H+,隨著反應(yīng)的不斷進(jìn)行,碘水中的碘含量不斷降低,故反應(yīng)現(xiàn)象為藍(lán)色褪去;

(2)分析兩組實驗,兩個實驗中都存在Cu2+,但是實驗中未見氣泡,說明實驗產(chǎn)生的SO2Cu2+的水解無關(guān),但是由于兩組試驗所加入的銅鹽中陰離子不同,說明是陰離子的不同導(dǎo)致SO2的生成,實驗中在Cl-的存在下Cu2+發(fā)生反應(yīng)生成CuCl沉淀,則實驗所對應(yīng)的離子方程式為2Cu2++2Cl++H2O2CuCl↓++3H+H++SO2↑+H2O;

(3)若要驗證Cl-可以增加Cu2+的氧化性,需向硫酸銅一側(cè)中加入Cl-,但不能改變Cu2+濃度,故只能加入可溶性氯鹽固體,同時鹽中陽離子不能改變?nèi)芤核釅A性,可以向硫酸銅一側(cè)加入NaCl固體(或KCl固體),待固體溶解后觀察電壓表指針的偏轉(zhuǎn)程度,指針偏轉(zhuǎn)變大說明Cl-可以增加Cu2+的氧化性;在裝置中加入鹽橋可以很好的阻隔U型管兩端的電解質(zhì)溶液,隨著反應(yīng)的不斷進(jìn)行U型管兩端離子電荷不平衡,鹽橋可以平衡兩極區(qū)電荷,同時鹽橋中的離子還可以定向移動,構(gòu)成閉合回路;

(4) 將實驗的溶液靜置24小時或加熱后,得到紅色沉淀,紅色沉淀中含有Cu+、Cu2+,若要驗證紅色沉淀中是否含有Cu+,可以將紅色固體溶于濃氨水中,此時由于紅色沉淀中含有Cu2+,使溶液變成淺藍(lán)色,在空氣中放置一段時間后溶液變成深藍(lán)色,這是由于紅色沉淀中含有Cu+,在濃氨水中發(fā)生已知條件②的反應(yīng),一段時間以后Cu+被空氣中的氧氣氧化生成Cu2+,使溶液顏色加深,具體的實驗步驟為:取洗凈的紅色固體于試管中,滴加足量濃氨水,沉淀溶解,得到淺藍(lán)色溶液,露置在空氣中一段時間后溶液變?yōu)樯钏{(lán)色,即可證明紅色固體中含有Cu+。

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序號

溶液

CH3COONa

NaHCO3

Na2CO3

NaClO

pH

8.8

9.7

11.6

10.3

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1)若在恒溫恒容條件下進(jìn)行反應(yīng)X(g)+Y(g)2Z(g),可判斷該反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的是_____

A.單位時間內(nèi)生成n molX的同時生成2nmolZ

B.密閉容器中密度不再改變的狀態(tài)

C.用XY、Z的物質(zhì)的量濃度變化表示反應(yīng)速率的比為112的狀態(tài)

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E.密閉容器中壓強(qiáng)不再改變的狀態(tài)

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2)一種名為“PowerTrekk”的新型充電器是以化合物W2QX2Z為原料設(shè)計的,這兩種化合物相遇會反應(yīng)生成W2QZ3和氣體X2,利用氣體X2組成原電池提供能量。

①寫出W2QX2Z反應(yīng)的化學(xué)方程式:______________。

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已知:①酸性條件下,鈰在水溶液中有Ce3+、Ce4+兩種主要存在形式,Ce3+易水解,Ce4+有較強(qiáng)氧化性。

CeO2不溶于稀硫酸。

③硫酸鐵銨[aFe2(SO4)3b(NH4)2SO4cH2O]廣泛用于水的凈化處理。

1)在氧化環(huán)節(jié),下列物質(zhì)中最適合用作氧化劑B的是___(填序號)。

aNaClO bH2O2 cKMnO4

2)操作Ⅰ的名稱是___,檢驗硫酸鐵銨溶液中含有NH4+的方法是___

3)寫出反應(yīng)②的化學(xué)方程式___。

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