Question

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

已知：①（深藍(lán)色溶液）

②

回答下列問(wèn)題：

(1)實(shí)驗(yàn)Ⅰ產(chǎn)生的無(wú)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(duì)實(shí)驗(yàn)Ⅰ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(shí)，Cu2+與反應(yīng)生成CuCl白色沉淀，溶液中c(H+)增大。

實(shí)驗(yàn)證明，①不合理，實(shí)驗(yàn)證據(jù)是____________________；②合理，實(shí)驗(yàn)Ⅰ反應(yīng)的離子方程式有_________________________、H++＝SO2↑+H2O。

(3)通過(guò)分析實(shí)驗(yàn)Ⅰ、Ⅱ，可知：Cl－增強(qiáng)了Cu2+的氧化性。下述實(shí)驗(yàn)證實(shí)了此結(jié)論。實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)操作及現(xiàn)象)。裝置中，鹽橋的作用是______________________________(答出兩條即可)。

(4)將實(shí)驗(yàn)Ⅱ的溶液靜置24小時(shí)或加熱后，得到紅色沉淀。經(jīng)檢驗(yàn)，紅色沉淀中含有Cu+、Cu2+和。設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，證明紅色沉淀中含有Cu+__________________。

Answer 1

【答案】藍(lán)色褪去 SO2+I2+2H2O＝+2I－+4H+ 實(shí)驗(yàn)Ⅰ、Ⅱ中c(Cu2+)相同，但實(shí)驗(yàn)Ⅱ中未見(jiàn)氣泡 2Cu2++2Cl－++H2O＝2CuCl↓++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(dòng)，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(shí)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(shí)驗(yàn)通過(guò)探究NaHSO3分別與CuCl2和CuSO4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(guò)進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)探究氣體產(chǎn)生的原因和白色沉淀的主要成分，通過(guò)實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)Ⅰ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(shí)驗(yàn)，兩個(gè)實(shí)驗(yàn)中都存在Cu2+，但是實(shí)驗(yàn)Ⅱ中未見(jiàn)氣泡，說(shuō)明實(shí)驗(yàn)Ⅰ產(chǎn)生的SO2與Cu2+的水解無(wú)關(guān)，但是由于兩組試驗(yàn)所加入的銅鹽中陰離子不同，說(shuō)明是陰離子的不同導(dǎo)致SO2的生成，實(shí)驗(yàn)Ⅰ中在Cl-的存在下Cu2+與發(fā)生反應(yīng)生成CuCl沉淀，則實(shí)驗(yàn)Ⅰ所對(duì)應(yīng)的離子方程式為2Cu2++2Cl－++H2O＝2CuCl↓++3H+、H++＝SO2↑+H2O；

(3)若要驗(yàn)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(shí)鹽中陽(yáng)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(shuō)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(shí)鹽橋中的離子還可以定向移動(dòng)，構(gòu)成閉合回路；

(4) 將實(shí)驗(yàn)Ⅱ的溶液靜置24小時(shí)或加熱后，得到紅色沉淀，紅色沉淀中含有Cu+、Cu2+和，若要驗(yàn)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(shí)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(shí)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(shí)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(shí)驗(yàn)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(shí)間后溶液變?yōu)樯钏{(lán)色，即可證明紅色固體中含有Cu+。