题目内容
【题目】某小组同学在实验室研究铝与氯化铜溶液的反应。
实验操作 | 实验现象 |
①红色物质附着于铝片表面 ②铝片表面逸出大量无色气体,放出大量的热 ③烧杯底部出现红色沉淀和白色沉淀 |
(1)打磨铝片的目的是__________。
(2)现象①和现象③中的红色物质均为Cu,生成该物质的化学方程式为______________。
(3)经检验,现象②中的无色气体为氢气。甲同学猜测可能是氯化铜溶液显酸性,经pH计检验,pH_____7,证实了甲的猜想。
(4)探究白色沉淀的化学成分。
乙同学通过查阅资料认为白色沉淀可能是氯化亚铜(CuCl)。
CuCl中铜元素的化合价是________。
【查阅资料】
①CuCl可与浓氨水反应生成无色的Cu(NH3)2+和Cl-。
②Cu(NH3)2+在空气中易被氧化变为蓝色;Cl-可与硝酸银溶液反应,产生白色沉淀。
【进行实验】
①取烧杯底部的白色沉淀,充分洗涤;
②向其中加入浓氨水,沉淀溶解得到无色溶液,将无色溶液分为两份;
③取其中一份无色溶液……
④将另一份无色溶液放置于空气中……
以上步骤③的实验方案是________;步骤④的现象是________。
【得出结论】通过实验可以确定,该白色固体是CuCl。
【反思与评价】Al和CuCl2溶液反应为什么会出现CuCl呢?
丙同学猜测:可能是Cu与CuCl2溶液反应生成了CuCl。
丙同学为了验证猜想,取Cu粉与15% CuCl2溶液混合,无白色沉淀产生。
(5)丙通过分析Al与CuCl2溶液反应的实验现象,改进了实验,证明了Cu与CuCl2溶液反应生成了CuCl,改进之处是________。
(6)丁同学认为丙同学的实验还不够严谨,还应考虑________对Cu与CuCl2溶液反应的影响。
【答案】 除去表面氧化铝 2Al+ 3CuCl2 =3 Cu +2 AlCl3 < +1 向其中滴加硝酸银溶液 变为蓝色 将Cu与CuCl2溶液混合并加热 AlCl3
【解析】(1)由于铝在空气中易与氧气反应形成一层氧化铝模,打磨铝片的目的是除去表面氧化铝;
(2)由于铝的活动性大于铜,铝会与氯化铜溶液反应生成氯化铝和铜,化学方程式为:2Al+ 3CuCl2 =3Cu +2AlCl3;
(3)酸性溶液的pH<7;
(4)氯化亚铜(CuCl)中氯元素的化合价为-l价,设氯化亚铜(CuCl)中铜元素的化合价为x,根据化合物中正负化合价的代数和为0,则
x+(-1)=0
解得x=+1,
根据资料需要验证步骤②中溶液是否有Cu(NH3)2+和Cl-。步骤④将另一份无色溶液放置于空气中,会变为蓝色,证明含有Cu(NH3)2+;所以步骤③要证明Cl-,故向其中滴加硝酸银溶液;
(5)铝和氯化铜溶液反应过程中有白色沉淀生成,反应过程放出大量热量,证明了Cu与CuCl2溶液反应生成CuCl,可以加热观察是否生成白色沉淀,若加热出现沉淀说明Cu与CuCl2溶液反应生成了CuCl,若不出现沉淀说明Cu与CuCl2溶液不能反应生成了CuCl;
(6)由于实验中存在氯化铝,还要考虑氯化铝对实验可能带来的影响。
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