探究NaHSO3溶液分别与CuCl2、CuSO4溶液的反应。已知：①（深蓝色溶...

探究NaHSO3溶液分别与CuCl2、CuSO4溶液的反应。

已知：①（深蓝色溶液）

②

回答下列问题：

(1)实验Ⅰ产生的无色气体为SO2。用蘸有碘水的淀粉试纸接近试管口，观察到_________________________，反应的离子方程式为______________________。

(2)对实验Ⅰ产生SO2的原因进行分析，提出两种假设：

①Cu2+水解使溶液中c(H+)增大；

②Cl－存在时，Cu2+与反应生成CuCl白色沉淀，溶液中c(H+)增大。

实验证明，①不合理，实验证据是____________________；②合理，实验Ⅰ反应的离子方程式有_________________________、H++＝SO2↑+H2O。

(3)通过分析实验Ⅰ、Ⅱ，可知：Cl－增强了Cu2+的氧化性。下述实验证实了此结论。实验方案：闭合K，电压表的指针偏转至“x”处；向U形管___________(补全实验操作及现象)。装置中，盐桥的作用是______________________________(答出两条即可)。

(4)将实验Ⅱ的溶液静置24小时或加热后，得到红色沉淀。经检验，红色沉淀中含有Cu+、Cu2+和。设计实验，证明红色沉淀中含有Cu+__________________。

蓝色褪去 SO2+I2+2H2O＝+2I－+4H+ 实验Ⅰ、Ⅱ中c(Cu2+)相同，但实验Ⅱ中未见气泡 2Cu2++2Cl－++H2O＝2CuCl↓++3H+ 右侧加入一定量NaCl固体，溶解后，观察到电压表指针偏转变大隔离两极区电解质溶液；使离子定向移动，构成闭合回路；平衡两极区电荷取洗净的红色固体于试管中，滴加足量浓氨水，沉淀溶解，得到浅蓝色溶液，露置在空气中一段时间后溶液变为深蓝色，即可证明红色固体中含有Cu+ 【解析】本实验通过探究NaHSO3分别与CuCl2和CuSO4溶液的反应发现，CuCl2溶液可以与NaHSO3溶液反应生成气体和白色沉淀，通过进一步的实验探究气体产生的原因和白色沉淀的主要成分，通过实验得出由于Cl-的存在使得溶液中产生的气体和白色沉淀，原因是Cl-的存在使得Cu2+的氧化性增强，Cu2+与亚硫酸氢根发生反应生成大量的氢离子，铜离子被还原为亚铜离子，氢离子与溶液中的亚硫酸氢根反应生成二氧化硫气体，亚铜离子与溶液中的氯离子反应生成白色沉淀，据此分析。 (1)若实验Ⅰ产生的气体为SO2，SO2有还原性，可以将I2还原为I-，反应的离子方程式为SO2+I2+2H2O＝+2I－+4H+，随着反应的不断进行，碘水中的碘含量不断降低，故反应现象为蓝色褪去； (2)分析两组实验，两个实验中都存在Cu2+，但是实验Ⅱ中未见气泡，说明实验Ⅰ产生的SO2与Cu2+的水解无关，但是由于两组试验所加入的铜盐中阴离子不同，说明是阴离子的不同导致SO2的生成，实验Ⅰ中在Cl-的存在下Cu2+与发生反应生成CuCl沉淀，则实验Ⅰ所对应的离子方程式为2Cu2++2Cl－++H2O＝2CuCl↓++3H+、H++＝SO2↑+H2O； (3)若要验证Cl-可以增加Cu2+的氧化性，需向硫酸铜一侧中加入Cl-，但不能改变Cu2+浓度，故只能加入可溶性氯盐固体，同时盐中阳离子不能改变溶液酸碱性，可以向硫酸铜一侧加入NaCl固体（或KCl固体），待固体溶解后观察电压表指针的偏转程度，指针偏转变大说明Cl-可以增加Cu2+的氧化性；在装置中加入盐桥可以很好的阻隔U型管两端的电解质溶液，随着反应的不断进行U型管两端离子电荷不平衡，盐桥可以平衡两极区电荷，同时盐桥中的离子还可以定向移动，构成闭合回路； (4) 将实验Ⅱ的溶液静置24小时或加热后，得到红色沉淀，红色沉淀中含有Cu+、Cu2+和，若要验证红色沉淀中是否含有Cu+，可以将红色固体溶于浓氨水中，此时由于红色沉淀中含有Cu2+，使溶液变成浅蓝色，在空气中放置一段时间后溶液变成深蓝色，这是由于红色沉淀中含有Cu+，在浓氨水中发生已知条件②的反应，一段时间以后Cu+被空气中的氧气氧化生成Cu2+，使溶液颜色加深，具体的实验步骤为：取洗净的红色固体于试管中，滴加足量浓氨水，沉淀溶解，得到浅蓝色溶液，露置在空气中一段时间后溶液变为深蓝色，即可证明红色固体中含有Cu+。

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考点分析：

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(1)以甲醇为原料制取高纯H2具有重要的应用价值。甲醇水蒸气重整制氢主要发生以下两个反应：

主反应： ∆H=+49kJ∙mol-1

副反应： ∆H=+41kJ∙mol-1

①甲醇蒸气在催化剂作用下裂解可得到H2和CO，则该反应的热化学方程式为_________________，既能加快反应速率又能提高CH3OH平衡转化率的一种措施是______________。

②分析适当增大水醇比对甲醇水蒸气重整制氢的好处是__________。

③某温度下，将n(H2O)：n(CH3OH)=1：1的原料气充入恒容密闭容器中，初始压强为P1，反应达平衡时总压强为P2，则平衡时甲醇的转化率为________________(忽略副反应，用含P1、P2的式子表示)。

(2)工业上用CH4与水蒸气在一定条件下制取H2，原理为： ∆H=+203kJ∙mol-1

①该反应逆反应速率表达式为：v逆=k·c(CO)·c3(H2)，k为速率常数，在某温度下测得实验数据如下表：

c(CO)/mol·L－1	c(H2)/mol·L－1	v逆/mol·L－1·min－1
0.05	c1	4.8
c2	c1	19.2
c2	0.15	8.1

由上述数据可得该温度下，该反应的逆反应速率常数k为_________L3·mol－3·min－1。

②在体积为3L的密闭容器中通入物质的量均为3mol的CH4和水蒸气，在一定条件下发生上述反应，测得平衡时H2的体积分数与温度关系如图所示：N点v正____________M点v逆(填“大于”或“小于”)；Q点对应温度下该反应的平衡常数K=_______________mol2·L－2。平衡后再向容器中加入1molCH4和1molCO，平衡向_____________方向移动(填“正反应”或“逆反应”)。