题目内容

【题目】某学习小组探究SO2与Cu(OH)2悬浊液的反应。

实验Ⅰ:向NaOH溶液中加入浓CuCl2溶液,制得含Cu(OH)2的悬浊液,测溶液pH≈13。向悬浊液中通入SO2,产生大量白色沉淀,测溶液pH≈3。推测白色沉淀中可能含有Cu+、Cu2+、Cl- 、SO42-、SO32-、HSO3-。

已知: i. Cu(NH3)42+(蓝色);Cu+Cu(NH3)2+(无色);Cu+Cu+Cu2+

ii. Ag2SO4微溶于水,可溶于一定浓度的硝酸。

实验Ⅱ:

(1)①通过“白色沉淀A”确定一定存在的离子是____________________。

②判断白色沉淀中金属离子仅含有Cu+、不含Cu2+的实验证据是____________________。

③用以证实白色沉淀中无SO42-、SO32-、HSO3-的试剂a是____________________。

④生成CuCl的离子方程式是____________________。

(2)小组同学基于上述实验认为: SO2与Cu(OH)2悬浊液能发生氧化还原反应不仅基于本身的性质,还受到“生成了沉淀促进了氧化还原反应的发生”的影响。设计实验验证了此观点。

①用实验Ⅰ方法制得含Cu(OH)2的悬浊液,过滤、洗涤获取纯净的Cu(OH)2固体。检验Cu(OH)2固体是否洗涤干净的方法是____________________。

编号

实验

现象

III

向Cu(OH)2固体中加入一定量的水,制得悬浊液(pH≈8),向悬浊液中通入SO2

a. 底部产生少量浅黄色沉淀,慢慢消失

b. 静置,底部产生少量红色固体

IV

向CuSO4溶液中通入SO2

无沉淀产生

②经确认浅黄色沉淀是CuOH,红色固体是Cu,证明SO2与Cu(OH)2悬浊液发生了氧化还原反应。最终生成Cu的原因是____________________。

③由实验III、IV可以得出的结论除“生成了沉淀促进了氧化还原反应的发生” 外还有____________________。

【答案】Cl- 白色沉淀溶于氨水后无色说明无Cu2+,后变成蓝色说明含 Cu+ 硝酸酸化的BaCl2[或Ba(NO3)2]溶液 SO2 + 2Cl-+2 Cu(OH)2 = 2CuCl + SO42- + 2H2O 用小试管接取最后的几滴洗涤液,加入(硝酸酸化的)AgNO3溶液,无沉淀产生 SO2 与Cu(OH)2 反应生成CuOH,过量SO2溶于水使溶液显酸性,CuOH在酸性溶液里反应最终生成Cu 和Cu2+ SO2与二价铜在碱性条件下更容易发生氧化还原反应

【解析】

(1)①根据实验Ⅱ可知,蓝色溶液中加入硝酸和硝酸银得到“白色沉淀A”,据此分析判断;②根据白色沉淀中加入氨水得到无色溶液,之后变成蓝色分析解答;③SO32-、HSO3-都能被硝酸氧化生成SO42-,结合硫酸根离子的检验方法分析解答;④根据实验Ⅱ可知,白色沉淀为CuCl,即实验I中生成的白色沉淀为CuCl,据此书写反应的离子方程式;

(2)①用实验Ⅰ方法制得含Cu(OH)2的悬浊液,过滤得到的Cu(OH)2固体上吸附了Cl-,据此分析解答;②浅黄色沉淀是CuOH,说明SO2与Cu(OH)2悬浊液发生了氧化还原反应,在过量SO2溶于水使溶液显酸性后,CuOH在酸性溶液里发生歧化反应,据此分析解答;③根据实验III、IV,比较溶液的酸碱性对实验的影响分析解答。

(1)①根据实验Ⅱ可知,蓝色溶液中加入硝酸和硝酸银得到“白色沉淀A”,A为AgCl,说明溶液中一定存在Cl-,故答案为:Cl-;

②白色沉淀中加入氨水得到无色溶液,说明无Cu2+,后变成蓝色说明含 Cu+,因此白色沉淀中金属离子仅含有Cu+、不含Cu2+,故答案为:白色沉淀溶于氨水后无色说明无Cu2+,后变成蓝色说明含 Cu+;

③SO32-、HSO3-都能被硝酸氧化生成SO42-,因此证实白色沉淀中无SO42-、SO32-、HSO3-的试剂a是硝酸酸化的BaCl2[或Ba(NO3)2]溶液,故答案为:硝酸酸化的BaCl2[或Ba(NO3)2]溶液;

④根据实验Ⅱ可知,白色沉淀为CuCl,即实验I中生成的白色沉淀为CuCl,反应的离子方程式为SO2 + 2Cl-+2 Cu(OH)2 = 2CuCl + SO42- + 2H2O,故答案为:SO2 + 2Cl-+2 Cu(OH)2 = 2CuCl + SO42- + 2H2O;

(2)①用实验Ⅰ方法制得含Cu(OH)2的悬浊液,过滤得到的Cu(OH)2固体上吸附了Cl-,洗涤获取纯净的Cu(OH)2固体,因此检验Cu(OH)2固体是否洗涤干净只需要检验洗涤后的滤液中是否含有Cl-,方法为:用小试管接取最后的几滴洗涤液,加入(硝酸酸化的)AgNO3溶液,无沉淀产生,说明沉淀已洗净,故答案为:用小试管接取最后的几滴洗涤液,加入(硝酸酸化的)AgNO3溶液,无沉淀产生;

②经确认浅黄色沉淀是CuOH,说明SO2与Cu(OH)2悬浊液发生了氧化还原反应。过量SO2溶于水使溶液显酸性,CuOH在酸性溶液里反应最终生成Cu 和Cu2+,因此红色固体是Cu,故答案为:SO2 与Cu(OH)2 反应生成CuOH,过量SO2溶于水使溶液显酸性,CuOH在酸性溶液里反应最终生成Cu 和Cu2+;

③根据实验III、IV可知SO2与二价铜在碱性条件下更容易发生氧化还原反应,故答案为:SO2与二价铜在碱性条件下更容易发生氧化还原反应。

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②先点燃D处酒精灯,后点燃A处酒精灯

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