Question

某小組同學以碳棒為電極電解CuCl₂溶液時，發現陰極碳棒上除了有紅色物質  析出外，還有少量白色物質析出．為探究陰極碳棒上的產物，同學們設計了如下過程：
（1）對比實驗（以碳棒為電極電解下列溶液）

	電解質溶液	陰極析出物質
實驗1	CuS04溶液	紅色固體
實驗2	CuS04和NaCl的混合溶液	紅色固體和少量白色固體

（2）提出假設
①紅色物質一定有銅，還可能有Cu₂O；
②白色物質為銅的化合物，其化學式可能為

 

．
（3）實驗驗證
取電解CuCl₂溶液后的陰極碳棒，洗滌、干燥．連接下列裝置進行實驗，驗證陰極產物．

儀器a的名稱為

 

，各裝置從左至右的連接順序為

 

．
（4）觀察現象，得出結論
實驗結束后，碳棒上的白色物質變為紅色，F中物質不變色，D中出現白色沉淀．
根據現象寫出裝置b中發生反應的化學方程式

 

．
（5）問題討論
①欲洗去碳棒上的紅色和白色物質，可將碳棒插入稀硝酸中，則：
紅色物質消失的離子方程式為

 

．
白色物質消失的離子方程式為

 

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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

 

．

Answer 1

分析：（2）根據含銅化合物的顏色來回答；
（3）根據裝置名稱來回答，實驗目的是檢驗硫酸銅電解后的產物是什么，氫氣具有還原性，可以和含有銅元素的化合物反應生成單質銅，如果含銅化合物中含有氧元素，則還原產物會出現水，水檢驗用無水硫酸銅，氫氣在反應之前一定要充分干燥，據此來連接實驗裝置即可；
（4）氫氣和氯化亞銅之間會發生置換反應生成銅單質和氯化氫；
（5）金屬銅可以和硝酸之間反應，氯化亞銅和硝酸之間發生氧化還原反應，根據空氣的存在對氫氣以及氧化亞銅的檢驗的影響來回答．

解答：解：（2）①根據題意，含銅的化合物中，含同離子的鹽溶液是藍色的，氧化銅是黑色的，氧化亞銅是紅色的，氯化亞銅是白色的，故答案為：CuCl；
（3）該裝置是分液漏斗，在氫氣還原氯化亞銅之前，要進行氫氣的干燥實驗，A是制取氫氣的裝置，E是吸收氯化氫的裝置，C裝置是氫氣的干燥裝置，D是檢驗氯化氫生成的裝置，B是進行氫氣還原氯化亞銅的裝置，F可以證明產物是否出現水，連接順序是AECBFD，故答案為：AECBFD；
（4）實驗結束后，碳棒上的白色物質變為紅色，證明有金屬銅析出，F中物質不變色，證明沒有水生成，D中出現白色沉淀，即為氯化亞銅，所以反應的方程式為：2CuCl+H₂

△   .

Cu+2HCl，故答案為：2CuCl+H₂

△   .

Cu+2HCl；
（5）①金屬銅可以和稀硝酸之間發生反應，即3Cu+8H⁺+2NO₃^-=3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O，氯化亞鐵可以被硝酸氧化，發生反應：3CuCl+4H⁺+NO₃^-=3Cu²⁺+3Cl^-+NO↑+2H₂O，故答案為：3Cu+8H⁺+2NO₃^-=3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O；3CuCl+4H⁺+NO₃^-=3Cu²⁺+3Cl^-+NO↑+2H₂O；
②裝置b中的空氣沒有排凈就開始加熱，這樣氫氣和氧氣混合加熱可能爆炸，并且空氣中水蒸氣的存在會干擾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．

點評：本題是一道探究物質的組成和含量的實驗探究題，考查學生分析和解決問題的能力，綜合性強，難度大．