Question

某研究性學習小組為探究銅、鋅與濃鹽酸的反應，設計實驗探究方案如下：
實驗用品：純鋅片、銅片、37%的濃鹽酸、蒸餾水、氯化鉀溶液、稀硝酸溶液
實驗記錄：

背影資料：

請你參與以下探究：
（1）實驗A反應速度明顯比B小，原因是______．
（2）根據“銅位于金屬活動順序表氫之后，與稀鹽酸不反應，而在實驗中加熱時又產生氣體”的事實，作出如下推斷：
①有同學認為“實驗C中加熱時產生的氣體是溶解在溶液中的H₂”，你認為是否有道理，理由是______．
②某同學作了如下猜想：是否成立？請你設計實驗方案加入驗證．

猜想	驗證方法	預測現象及結論
認為銅片中可能含有鋅等雜質

（3）某同學對實驗D中的白色沉淀進行分析：“不可能是CuCl₂，因為CuCl₂能溶于水且溶液顯藍色；也不可能是ZnCl₂，因為稀釋后溶液更稀，不會析出ZnCl₂晶體．若利用資源卡片資料大膽猜想，白色沉淀可能是CuCl．請你幫他設計驗證方案（若有多處方案，只設計兩個）．

猜想	預計驗證方法	猜想的現象與結論
白色沉淀是氯化亞銅

（4）指導老師肯定了實驗D中的白色沉淀是CuCl；并措出生成沉淀的原因，實際上是[CuCl₄]²等離子與CuCl（s）、Cl三者之間所形成的沉淀溶解平衡移動的結果．請寫出這一平衡關系式（用離子方程式表示）：______．

Answer 1

【答案】分析：（1）原電池的應用：可以加速負極金屬的反應速率；
（2）①氫氣是難溶于水的氣體；
②金屬銅和硫酸不反應，只有當銅中混有雜質時，會形成原電池而冒氣泡；
（3）一價銅在溶液中不穩定，易被氧化為二價，根據題目信息：氯化亞銅在不同濃度的氯化鉀中會形成無色離子來確定；
（4）[CuCl₄]²與CuCl（s）、Cl^-三者之間形成沉淀溶解平衡．
解答：解：（1）在B中，銅鋅及濃鹽酸一起組成了原電池，加快了反應速率，所以實驗A反應速度明顯比B小，故答案為：銅鋅及濃鹽酸一起組成了原電池，加快了反應速率；
（2）①H₂本身難溶于水，熱時產生的氣體不可能是溶解在溶液中的H₂，故答案為：沒道理，因為H₂本身難溶于水；
②金屬銅和硫酸不反應，只有當銅中混有雜質時，會形成原電池而在銅表面冒氣泡，故答案為：

將銅片加入稀硫酸中，并微熱

若無氣體放出，則不含鋅等活潑金屬雜質；若有氣體則有鋅等雜質

（3）一價銅在溶液中不穩定，易被氧化為二價，可以向白色沉淀物上加硝酸觀察顏色變化，或者很據氯化亞銅在不同濃度的氯化鉀中會形成無色離子來確定，故答案為：

白色沉淀是氯化亞銅	向白色沉淀中加入稀HNO3等強氧化劑	溶液變藍色，說明是一價銅
	向氯化亞銅懸濁液中加入氯化鉀溶液	如白色沉淀消失且得無色溶液，則原溶液為氯化亞銅，否則不是

（4）根據題意可知：[CuCl₄]²與CuCl（s）、Cl^-三者之間形成沉淀溶解平衡，即[CuCl₄]^3-（aq）?CuCl（s）+3Cl^-（aq），故答案為：[CuCl₄]^3-（aq）?CuCl（s）+3Cl^-（aq）．
點評：本題是一道開放性的實驗探究題，考查學生分析和解決問題的能力，難度很大．