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课时检测(四)
性质探究型综合实验
1,某小组利用含铜刻蚀废液制备无水CuC2,并电解饱和CuC2溶液探究其阴极产物以
便回收铜。
I.制备无水CuCl2。制备流程如下:
含C+,Cr的
酸性刻蚀废液
反应①C2(OHD3CI
酸溶CuCL2
含[Cu(NH):]
过滤
品体
溶被
的刻蚀废液
无水CuC,就水
CuC2·2H2O结品
晶体
()实验室中,“脱水”最适宜的方法为在
(填试剂化学式气氛中脱水。
(2)己知“过滤”后的滤液中主要溶质为NH,CI,则“反应①”的离子方程式为
Ⅱ.探究电解饱和CuC2溶液的阴极产物。用如图所示装置电解饱和CuC2溶液,一段时
间后,观察到阴极电极表面附着白色固体,电极底部有少量红色固体生成,电极附近的溶液
呈“黑色”。
饱和CuC溶液
(③)查阅文献发现白色固体是CuC。则生成CuCI的阴极电极反应为
(④)为抑制阴极副反应的发生,该小组继续探究影响CúC1固体析出量的因素,实验如下:
阴极电极析出固体量
编号
电解液
白色固体
红色固体
1,
5%CuCh,溶液
无
较多
2
15%CuC12溶液
少量
较多
3
饱和CuCh2溶液
较多
少
饱和CuCh2溶液适量盐酸
无
较多
实验结果表明,为减少电解过程中CuC1的析出,可采取的措施有
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(⑤为探究溶液呈“黑色”的原因,该小组查阅含铜物质的颜色后有如下猪想:
猪想1:“黑色”物质是细小的CuO粉末:
猜想2:“黑色”物质是纳米铜粉:
猜想3:“黑色”物质是Cu+与Cu2+、CI一形成的配离子。
为验证猜想,该小组进行以下实验,得出初步结论:
编号
操作
现象
初步结论
取2mL“黑色”溶液于试管中,加入适
无明显现象
猜想1不成立
量①
,振荡
取2mL“黑色”溶液于试管中,加入适
②
猜想2成立
量稀硝酸,振荡
有同学认为,实验2的现象不能证明猜想2一定成立,理由是③
,因此,关于
“黑色”物质的成分还需进一步研究。
解析:()为抑制水解得到氯化铜晶体,“脱水”最适宜的方法为在HC1气氛中加热。(②)
“过滤”后的滤液中主要溶质为NHCl,由流程可知,废液中Cu2+和Cu(NH)42+中的铜
均和氯离子反应生成C2(OH田C1沉淀并且Cu(NH)2+中NH3转化为铵根离子,故“反应
①”的离子方程式为Cu2++Cu(NH)2++Ht+CI-+3HO一Cu2(OH5C1↓+4NH+4。
(仔)电解池阴极发生还原反应,铜离子得到电子发生还原反应产生CuC1,电极反应为Cu2+十
e十C1一一CuC1↓。(4)实验1、2、3变量为氯化铜浓度,实验记录说明氣化铜浓度越小,
生成CuC量越少:实验3、4变量为溶液酸性强弱,实验记录说明加入盐酸可以抑制CuCI
的生成。(⑤实验1:氧化铜和稀硫酸反应生成蓝色硫酸铜溶液,故可以加入适量稀硫酸,振
荡观察,无明显现象,说明猜想1不成立:实脸2:硝酸具有蛋氧化性和铜反应生成硝酸铜
和一氧化氮气体,一氧化氮与空气中氧气生成红棕色二氧化氮气体,实验结论为猜想2成立,
则实验现象为溶液变蓝,有气泡冒出,试管口有红棕色气体生成:Cu+与Cu2+、CI形成的
配离子中的C山+也具有还原性,也可能与稀硝酸发生氧化还原反应,产生与猜想2相同的实
验现象,因此猜想2不一定成立。
答案:()HCI(2)Cu2++[Cu(NH)2++H++CI-+3HO=C2(OHD3CI↓+4NH+4
(3)Cu2++e-+CI-CuCI↓
(④)降低CuC2溶液的浓度加入盐酸
(⑤)①稀硫酸②溶液变蓝,有气泡骨出,试管口有红棕色气体生成③C山+与Cu2+、
C一形成的配离子也可能与稀硝酸发生氧化还原反应,产生与猜想2相同的实验现象,因此
猜想2不一定成立
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2.(2023北京丰台模拟)某小组进行如下实验:向0.1moL一1FeCl,溶液中通入SO2
或加入NaSO3溶液,均得到红色溶液。
己知:溶液中十4价含硫微粒物质的量分数随pH变化的曲线如图所示。
HSO
1.0
0.8
0.6
0.4
H.SO,
0.2
0.0
2468101214
pH
I.推测F3+与溶液中的某种十4价含疏微粒形成了红色的配离子。设计如下实验(均在
常温下进俞:
实验
溶液1(1mL)
溶液2(10mL)
现象
A
0.1molL-1FeCl,溶液
SO2的饱和溶液
溶液1与溶液2
SO2的饱和溶液