Question

17．某小組同學在實驗室研究Al與CuCl₂溶液的反應．

實驗操作	實驗現(xiàn)象
	�。�紅色物質(zhì)附著于鋁片表面 ⅱ．大量無色氣體從紅色物質(zhì)表面逸出，放出大量的熱 ⅲ．燒杯底部出現(xiàn)白色沉淀

（1）現(xiàn)象ⅰ中的紅色物質(zhì)是Cu．
（2）經(jīng)檢驗現(xiàn)象ⅱ中的無色氣體為氫氣．
①甲認為Al與H⁺反應產(chǎn)生了氫氣，用離子方程式表示溶液中存在大量H⁺的原因Cu²⁺+2H₂O?Cu（OH）₂+2H⁺．
②氫氣從紅色物質(zhì)表面逸出的原因是Cu和Al在酸性條件下形成原電池，Cu為正極，H⁺在正極表面得電子生成氫氣．
（3）探究白色沉淀的化學成分．
查閱資料：Cu⁺可與濃氨水反應生成Cu（NH₃）₂⁺（無色），該無色物質(zhì)在空氣中易被氧化變?yōu)樗{色．
乙認為白色沉淀可能是CuCl，并通過實驗證明其猜測正確，實驗步驟如下：
a．取白色沉淀，充分洗滌；
b．向其中加入濃氨水，沉淀溶解得到無色溶液，將無色溶液分為兩份；
c．取其中一份無色溶液…
d．將另一份無色溶液放置于空氣中，一段時間后，溶液變?yōu)樗{色．
①步驟c的實驗方案是加入足量的稀硝酸，再滴加幾滴硝酸銀溶液．
②用化學平衡移動原理解釋CuCl溶于濃氨水的原因CuCl在水溶液中存在平衡：CuCl（s）?Cu⁺（aq）+Cl^-（aq），加入濃氨水，濃氨水與Cu⁺反應生成Cu（NH₃）₂⁺，Cu⁺濃度減小，平衡正向移動，促進CuCl溶解．
（4）探究CuCl產(chǎn)生的原因．
①丙猜測可能是Cu與CuCl₂溶液反應生成了CuCl，因為Cu具有還原性．
②取Cu粉與1mol/L CuCl₂溶液混合，無白色沉淀產(chǎn)生，丙再次分析Al與CuCl₂溶液反應的實驗現(xiàn)象，改進實驗方案，證明了Cu與CuCl₂溶液反應生成了CuCl，改進之處是加熱．

Answer 1

分析 （1）在金屬活動順序表中，排在前面的金屬能從鹽溶液中置換出后面的金屬，鋁和硫酸銅溶液發(fā)生置換反應生成銅；
（2）①氯化銅是強酸弱堿鹽水解溶液顯酸性；
②氯置換出銅附著在鋁表面在電解質(zhì)溶液中形成原電池反應，銅做負極，溶液中氫離子在銅電極發(fā)生還原反應生成氫氣；
（3）①依據(jù)實驗步驟可知步驟d是驗證Cu⁺可與濃氨水反應生成Cu（NH₃）₂⁺（無色），該無色物質(zhì)在空氣中易被氧化變?yōu)樗{色，所以步驟c是驗證白色沉淀可能是CuCl，檢驗反應后的溶液中是否含氯離子；
②氯化亞銅白色沉淀在水溶液中存在沉淀溶解平衡，加入濃氨水會和亞銅離子形成Cu（NH₃）₂⁺（無色），平衡正向進行促進沉淀溶解；
（4）①若是Cu與CuCl₂溶液反應生成了CuCl，元素化合價分析可知銅化合價0價變化為+1價，元素化合價升高失電子做還原劑發(fā)生氧化反應；
②鋁和氯化銅溶液反應過程中有白色沉淀生成，反應過程非常大量熱量，證明了Cu與CuCl₂溶液反應生成CuCl，可以加熱觀察是否生成白色沉淀．

解答 解：（1）鋁的活潑些大于銅，和硫酸銅溶液發(fā)生置換反應生成銅，鋁表面析出紅色的銅，
故答案為：Cu；
（2）①氯化銅是強酸弱堿鹽水解溶液顯酸性，CuCl₂+2H₂O?Cu（OH）₂+2HCl，溶液中存在大量H⁺的原因是因為水解生成的，反應的離子方程式為：Cu²⁺+2H₂O?Cu（OH）₂+2H⁺，
故答案為：Cu²⁺+2H₂O?Cu（OH）₂+2H⁺；
②氯置換出銅附著在鋁表面在電解質(zhì)溶液中形成原電池反應，銅做負極，溶液中氫離子在銅電極發(fā)生還原反應生成氫氣，電極反應為2H⁺+2e^-=H₂↑，
故答案為：Cu和Al在酸性條件下形成原電池，Cu為正極，H⁺在正極表面得電子生成氫氣；
（3）①依據(jù)實驗步驟可知步驟d是驗證Cu⁺可與濃氨水反應生成Cu（NH₃）₂⁺（無色），該無色物質(zhì)在空氣中易被氧化變?yōu)樗{色，所以步驟c是驗證白色沉淀可能是CuCl，檢驗反應后的溶液中是否含氯離子，步驟c的實驗方案是加入足量的稀硝酸，再滴加幾滴硝酸銀溶液，觀察是否生成白色沉淀判斷氯離子的存在，
故答案為：加入足量的稀硝酸，再滴加幾滴硝酸銀溶液；
②氯化亞銅白色沉淀在水溶液中存在沉淀溶解平衡，加入濃氨水會和亞銅離子形成Cu（NH₃）₂⁺（無色），平衡正向進行促進沉淀溶解，用化學平衡移動原理解釋CuCl溶于濃氨水的原因是：CuCl在水溶液中存在平衡：CuCl（s）?Cu⁺（aq）+Cl^-（aq），加入濃氨水，濃氨水與Cu⁺反應生成Cu（NH₃）₂⁺，Cu⁺濃度減小，平衡正向移動，促進CuCl溶解，
故答案為：CuCl在水溶液中存在平衡：CuCl（s）?Cu⁺（aq）+Cl^-（aq），加入濃氨水，濃氨水與Cu⁺反應生成Cu（NH₃）₂⁺，Cu⁺濃度減小，平衡正向移動，促進CuCl溶解；
（4）①若是Cu與CuCl₂溶液反應生成了CuCl，元素化合價分析可知銅化合價0價變化為+1價，元素化合價升高失電子做還原劑發(fā)生氧化反應，銅表現(xiàn)的是還原性，
故答案為：還原；
②鋁和氯化銅溶液反應過程中有白色沉淀生成，反應過程非常大量熱量，證明了Cu與CuCl₂溶液反應生成CuCl，可以加熱觀察是否生成白色沉淀，若加熱出現(xiàn)沉淀說明Cu與CuCl₂溶液反應生成了CuCl，若不出現(xiàn)沉淀說明Cu與CuCl₂溶液不能反應生成了CuCl，
故答案為：加熱．

點評 本題考查了Al與CuCl₂溶液的反應、反應現(xiàn)象、物質(zhì)檢驗的實驗設計等知識，掌握鋁、銅及其化合物的性質(zhì)以及沉淀溶解平衡有關知識是解題關鍵，題目難度中等，試題培養(yǎng)了學生的分析能力及化學實驗能力．