Question

某小组同学以碳棒为电极电解CuCl2溶液时，发现阴极碳棒上除了有红色物质析出外，还有少量白色物质析出。为探究阴极碳棒上的产物，同学们阅读资料并设计了如下过程：

Ⅰ.有关资料：铜的化合物颜色性质如下

物质	颜色、性质	物质	颜色、性质
氢氧化铜Cu(OH)2	蓝色固体不溶于水	硫酸铜(CuSO4)	溶液呈蓝色
氧化亚铜(Cu2O)	红色固体不溶于水	氯化铜(CuCl2)	浓溶液呈绿色，稀溶液呈蓝色
氯化亚铜(CuCl)	白色固体不溶于水	碱式氯化铜	绿色固体不溶于水

Ⅱ.探究实验：

(1)提出假设

①红色物质一定有铜，还可能有Cu₂O；

②白色物质为铜的化合物，其化学式可能为__________________________。

(2)实验验证

取电解CuCl₂溶液后的阴极碳棒，洗涤、干燥，连接下列装置进行实验，验证阴极产物，

①实验前，检查装置A气密性的方法是_______________________________。

②实验时，各装置从左至右的连接顺序为A→________→________→B→________→________。

(3)观察现象，得出结论

实验结束后，碳棒上的白色物质变为红色，F中物质不变色，D中出现白色沉淀，根据现象①碳棒上的红色物质是否有Cu₂O________(填“是”或“否”)，理由是________________________________________________________；

②装置________(填上图中装置编号)中________的现象说明提出假设②中的白色物质一定存在；

③写出装置B中发生反应的化学方程式___________________________ _。

(4)问题讨论

①电解CuCl2溶液后的阴极上发生的反应为：______________________

和_______________________________________________________________；

②实验过程中，若装置B中的空气没有排净就开始加热，可能对实验造成的影响是__________________________________________________________。

Answer

(1)②CuCl

(2)①将橡胶管套在导气管上，用弹簧夹夹紧橡胶管，向分液漏斗中注入水，打开分液漏斗活塞，水的液面不会连续下降，证明装置A的气密性好(其他合理答案也可) ②E C F D

(3)①否 F中物质不变蓝色 ②D 出现白色沉淀

③2CuCl＋H22Cu＋2HCl

(4)①Cu2＋＋Cl－＋e－=CuCl↓ Cu2＋＋e－=Cu ②氢气和氧气混合加热可能发生爆炸；空气中水蒸气会干扰Cu2O是否存在的判断

【解析】(1)阴极主要发生Cu2＋得电子反应，及Cu2＋＋2e－=Cu，也可能发生反应：Cu2＋＋e－=Cu＋、Cu＋＋Cl－=CuCl↓，CuCl为白色沉淀。

(2)～(4)由所给装置图可知，验证阴极产物的实验原理为：使氢气与阴极产物在高温下反应，由其反应产物确定阴极产物；实验方法为：首先制取氢气、并除杂、干燥，将纯净的氢气通过灼热的阴极碳棒后，再通过无水硫酸铜，验证是否生成水，若无水硫酸铜变蓝，则说明有水生成，可进一步说明阴极碳棒有Cu2O生成，否则，没有Cu2O生成；再通入硝酸银溶液看是否有沉淀生成，若硝酸银溶液中有白色沉淀生成，则该白色沉淀为氯化银，说明反应中有氯化氢气体生成，进一步说明阴极碳棒上有CuCl生成，否则，说明阴极碳棒上没有CuCl生成。装置的连接顺序为：A→E→C→B→F→D。实验中无水硫酸铜不变色，而硝酸银溶液中有白色沉淀，说明阴极碳棒上没有Cu2O而有Cu和CuCl，故硬质玻璃管中发生的反应为：2CuCl＋H22Cu＋2HCl。进而可推出电解时阴极发生的反应除生成Cu外，还生成CuCl。