Question

【題目】研究小組進行右圖所示實驗，試劑A為0.2mol/LCuSO4溶液，發現鋁條表面無明顯變化，于是改變實驗條件，探究鋁和CuSO4溶液、CuCl2溶液反應的影響因素。用不同的試劑A進行實驗1~實驗4，并記錄實驗現象:

實驗序號	試劑A	實驗現象
1	0.2mol/LCuCl2溶液	鋁條表面有氣泡產生，并有紅色固體析出
2	0.2mol/LCuSO4溶液，再加入一定質量的NaCl固體	開始鋁條表面無明顯變化，加NaCl后，鋁條表面有氣泡產生，并有紅色固體析出
3	2mol/LCuSO4溶液	鋁條表面有少量氣泡產生，并有少量紅色固體
4	2mol/LCuCl2溶液	反應非常劇烈，有大量氣泡產生，溶液變成棕褐色，有紅色固體和白色固體生成

(1)實驗1中，鋁條表面析出紅色固體的反應的離子方程式為_________。

(2)實驗2的目的是證明銅鹽中的陰離子Cl-是導致實驗1中反應迅速發生的原因，實驗2中加入NaCl固體的質量為______g。

(3)實驗3的目的是_________ 。

(4)經檢驗可知，實驗4中白色固體為CuCl。甲同學認為產生白色固體的原因可能是發生了Cu+CuCl2=2CuCl的反應，他設計了右圖所示實驗證明該反應能夠發生。

①A極的電極材料是_________。

②能證明該反應發生的實驗現象是_________ 。

(5)為探究實驗4中溶液呈現棕褐色的原因，分別取白色CuCl固體進行以下實驗:

實驗序號	實驗操作	實驗現象
i	加入濃NaCl溶液	沉淀溶解，形成無色溶液
ii	加入飽和AlCl3溶液	沉淀溶解，形成褐色溶液
iii	向i所得溶液中加入2mol/LCuCl2溶液	溶液由無色變為褐色

查閱資料知:CuCl難溶于水，能溶解在Cl-濃度較大的溶液中，生成[CuCl2]-絡離子，用水稀釋含[CuCl2]-的溶液時會重新析出CuCl沉淀。

①由述球實驗及資料可推斷，實驗4中溶液呈棕褐色的原因可能是[CuCl2]-與_____作用的結果。

②為確證實驗4所得的棕褐色溶液中含有[CuCl2]-，應補充的實驗是_______。

(6)上述實驗說明，鋁和CuSO4溶液、CuCl2溶液的反應現象與______有關。

Answer 1

【答案】 3Cu2+ + 2Al ＝ 2Al3+ + 3Cu 0.117 證明增大CuSO4溶液的濃度能夠使Al和CuSO4的反應發生 金屬銅 電流計指針偏轉，兩極均有白色沉淀生成 Al3+、Cu2+ 取適量實驗4的棕褐色溶液，加水稀釋，觀察是否出現白色沉淀 銅鹽中陰離子的種類、銅鹽溶液的濃度等

【解析】(1)實驗1中，鋁與氯化銅反應置換出銅，反應的離子方程式為3Cu2+ + 2Al= 2Al3+ + 3Cu，故答案為：3Cu2+ + 2Al= 2Al3+ + 3Cu；

(2)實驗1中n(Cl-)=0.005L×0.2 mol·L-1×2=0.002mol，實驗2的目的是證明銅鹽中的陰離子Cl-是導致實驗1中反應迅速發生的原因，實驗2 中加入NaCl固體的質量為0.002mol×58.5g/mol= 0.117g，故答案為：0.117；

(3)實驗3與原實驗相比，增大了硫酸銅溶液的濃度，鋁條表面有少量氣泡產生，并有少量紅色固體，說明增大CuSO4溶液的濃度能夠使Al和CuSO4的反應發生，故答案為：證明增大CuSO4溶液的濃度能夠使Al和CuSO4的反應發生；

(4)① Cu + CuCl2= 2CuCl反應中銅被氧化，銅應該做負極，CuCl2被還原，在正極放電，因此A極為負極，選用銅作負極，故答案為：銅；

② 構成原電池后，銅溶解進入溶液，與溶液中的氯離子反應生成白色沉淀，正極銅離子被還原，也生成白色沉淀，電流計指針偏轉，故答案為：電流計指針偏轉，兩極均有白色沉淀生成；

(5)①由上述實驗ii及資料可推斷，實驗4中溶液呈棕褐色的原因可能是[CuCl2]－與Al3+、Cu2+作用的結果，故答案為：Al3+、Cu2+；

②根據信息知，取適量實驗4的棕褐色溶液，加水稀釋，觀察是否出現白色沉淀可以確證實驗4所得的棕褐色溶液中含有[CuCl2]－，故答案為：取適量實驗4的棕褐色溶液，加水稀釋，觀察是否出現白色沉淀；

(6)根據實驗1和2、2和3、1和4中所用試劑的種類和濃度以及實驗現象可知，鋁和CuSO4溶液、CuCl2溶液的反應現象與銅鹽中陰離子的種類、銅鹽溶液的濃度等有關，故答案為：銅鹽中陰離子的種類、銅鹽溶液的濃度等。