Question

【題目】探究NaHSO3溶液分別與CuCl2、CuSO4溶液的反應。

已知：①（深藍色溶液）

②

回答下列問題：

(1)實驗Ⅰ產(chǎn)生的無色氣體為SO2。用蘸有碘水的淀粉試紙接近試管口，觀察到_________________________，反應的離子方程式為______________________。

(2)對實驗Ⅰ產(chǎn)生SO2的原因進行分析，提出兩種假設：

①Cu2+水解使溶液中c(H+)增大；

②Cl－存在時，Cu2+與反應生成CuCl白色沉淀，溶液中c(H+)增大。

實驗證明，①不合理，實驗證據(jù)是____________________；②合理，實驗Ⅰ反應的離子方程式有_________________________、H++＝SO2↑+H2O。

(3)通過分析實驗Ⅰ、Ⅱ，可知：Cl－增強了Cu2+的氧化性。下述實驗證實了此結論。實驗方案：閉合K，電壓表的指針偏轉至“x”處；向U形管___________(補全實驗操作及現(xiàn)象)。裝置中，鹽橋的作用是______________________________(答出兩條即可)。

(4)將實驗Ⅱ的溶液靜置24小時或加熱后，得到紅色沉淀。經(jīng)檢驗，紅色沉淀中含有Cu+、Cu2+和。設計實驗，證明紅色沉淀中含有Cu+__________________。

Answer 1

【答案】藍色褪去 SO2+I2+2H2O＝+2I－+4H+ 實驗Ⅰ、Ⅱ中c(Cu2+)相同，但實驗Ⅱ中未見氣泡 2Cu2++2Cl－++H2O＝2CuCl↓++3H+ 右側加入一定量NaCl固體，溶解后，觀察到電壓表指針偏轉變大 隔離兩極區(qū)電解質溶液；使離子定向移動，構成閉合回路；平衡兩極區(qū)電荷 取洗凈的紅色固體于試管中，滴加足量濃氨水，沉淀溶解，得到淺藍色溶液，露置在空氣中一段時間后溶液變?yōu)樯钏{色，即可證明紅色固體中含有Cu+

【解析】

本實驗通過探究NaHSO3分別與CuCl2和CuSO4溶液的反應發(fā)現(xiàn)，CuCl2溶液可以與NaHSO3溶液反應生成氣體和白色沉淀，通過進一步的實驗探究氣體產(chǎn)生的原因和白色沉淀的主要成分，通過實驗得出由于Cl-的存在使得溶液中產(chǎn)生的氣體和白色沉淀，原因是Cl-的存在使得Cu2+的氧化性增強，Cu2+與亞硫酸氫根發(fā)生反應生成大量的氫離子，銅離子被還原為亞銅離子，氫離子與溶液中的亞硫酸氫根反應生成二氧化硫氣體，亞銅離子與溶液中的氯離子反應生成白色沉淀，據(jù)此分析。

(1)若實驗Ⅰ產(chǎn)生的氣體為SO2，SO2有還原性，可以將I2還原為I-，反應的離子方程式為SO2+I2+2H2O＝+2I－+4H+，隨著反應的不斷進行，碘水中的碘含量不斷降低，故反應現(xiàn)象為藍色褪去；

(2)分析兩組實驗，兩個實驗中都存在Cu2+，但是實驗Ⅱ中未見氣泡，說明實驗Ⅰ產(chǎn)生的SO2與Cu2+的水解無關，但是由于兩組試驗所加入的銅鹽中陰離子不同，說明是陰離子的不同導致SO2的生成，實驗Ⅰ中在Cl-的存在下Cu2+與發(fā)生反應生成CuCl沉淀，則實驗Ⅰ所對應的離子方程式為2Cu2++2Cl－++H2O＝2CuCl↓++3H+、H++＝SO2↑+H2O；

(3)若要驗證Cl-可以增加Cu2+的氧化性，需向硫酸銅一側中加入Cl-，但不能改變Cu2+濃度，故只能加入可溶性氯鹽固體，同時鹽中陽離子不能改變溶液酸堿性，可以向硫酸銅一側加入NaCl固體（或KCl固體），待固體溶解后觀察電壓表指針的偏轉程度，指針偏轉變大說明Cl-可以增加Cu2+的氧化性；在裝置中加入鹽橋可以很好的阻隔U型管兩端的電解質溶液，隨著反應的不斷進行U型管兩端離子電荷不平衡，鹽橋可以平衡兩極區(qū)電荷，同時鹽橋中的離子還可以定向移動，構成閉合回路；

(4) 將實驗Ⅱ的溶液靜置24小時或加熱后，得到紅色沉淀，紅色沉淀中含有Cu+、Cu2+和，若要驗證紅色沉淀中是否含有Cu+，可以將紅色固體溶于濃氨水中，此時由于紅色沉淀中含有Cu2+，使溶液變成淺藍色，在空氣中放置一段時間后溶液變成深藍色，這是由于紅色沉淀中含有Cu+，在濃氨水中發(fā)生已知條件②的反應，一段時間以后Cu+被空氣中的氧氣氧化生成Cu2+，使溶液顏色加深，具體的實驗步驟為：取洗凈的紅色固體于試管中，滴加足量濃氨水，沉淀溶解，得到淺藍色溶液，露置在空氣中一段時間后溶液變?yōu)樯钏{色，即可證明紅色固體中含有Cu+。