Question

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

Ⅰ.查阅资料：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. 实验探究：

（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溶液后的阴极石墨电极，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→     →      。（填装置代号）

（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溶液阴极上除发生Cu^2＋＋2e^－===Cu的反应外，还发生的反应为                 ；

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        和         。

Answer

（1）② CuCl（2）①将橡胶管连在导气管上，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，水无法流下（或水的液面不会连续下降），证明气密性好良好② E C F D（3）① 否 F中物质不变蓝色 ② D 出现白色沉淀③ 2CuCl＋H22Cu＋2HCl（4）① Cu2＋＋Cl－＋e－===CuCl↓ ② 氢气和氧气混合加热可能发生爆炸；装置中水蒸气会干扰Cu2O是否存在的判断。

【解析】

试题分析：（1）根据表格提供的信息，CuCl是白色固体，所以若白色物质为铜的化合物，其化学式可能为CuCl。

（2）①装置A是实验室制氢气，则检查装置A气密性的方法是将橡胶管连在导气管上，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，水无法流下（或水的液面不会连续下降），证明气密性好良好；②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。

（3）①因为F中物质不变蓝色，说明没有水生成，即碳棒上的红色物质中没有Cu2O；

②装置D中出现白色沉淀，说明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，则假设②中的白色物质一定存在。

③实验中无水硫酸铜不变色，而硝酸银溶液中有白色沉淀，说明硬质玻璃管中发生的反应为：2CuCl ＋ H2 2Cu ＋ 2HCl。

（4）①根据上述（3）的分析可知，阴极产物还有CuCl生成，则电解CuCl2溶液阴极上除发生Cu2＋＋2e－===Cu的反应外，还发生的反应为Cu2＋＋Cl－＋e－===CuCl↓；

②若实验过程中，装置B中的空气没有排净就开始加热对实验造成的影响是氢气和氧气混合加热可能发生爆炸和装置中水蒸气会干扰Cu2O是否存在的判断。

考点：考查电解产物成分的实验测定，铜及其化合物的性质，电解池的工作原理等知识。