Question

【題目】某學(xué)習(xí)小組探究SO2與Cu(OH)2懸濁液的反應(yīng)。

實(shí)驗(yàn)Ⅰ：向NaOH溶液中加入濃CuCl2溶液，制得含Cu(OH)2的懸濁液，測溶液pH≈13。向懸濁液中通入SO2，產(chǎn)生大量白色沉淀，測溶液pH≈3。推測白色沉淀中可能含有Cu+、Cu2+、Cl- 、SO42-、SO32-、HSO3-。

已知： i. Cu(NH3)42+(藍(lán)色)；Cu+Cu(NH3)2+(無色)；Cu+Cu+Cu2+

ii. Ag2SO4微溶于水，可溶于一定濃度的硝酸。

實(shí)驗(yàn)Ⅱ：

(1)①通過“白色沉淀A”確定一定存在的離子是____________________。

②判斷白色沉淀中金屬離子僅含有Cu+、不含Cu2+的實(shí)驗(yàn)證據(jù)是____________________。

③用以證實(shí)白色沉淀中無SO42-、SO32-、HSO3-的試劑a是____________________。

④生成CuCl的離子方程式是____________________。

(2)小組同學(xué)基于上述實(shí)驗(yàn)認(rèn)為： SO2與Cu(OH)2懸濁液能發(fā)生氧化還原反應(yīng)不僅基于本身的性質(zhì)，還受到“生成了沉淀促進(jìn)了氧化還原反應(yīng)的發(fā)生”的影響。設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了此觀點(diǎn)。

①用實(shí)驗(yàn)Ⅰ方法制得含Cu(OH)2的懸濁液，過濾、洗滌獲取純凈的Cu(OH)2固體。檢驗(yàn)Cu(OH)2固體是否洗滌干凈的方法是____________________。

編號	實(shí)驗(yàn)	現(xiàn)象
III	向Cu(OH)2固體中加入一定量的水，制得懸濁液(pH≈8)，向懸濁液中通入SO2	a. 底部產(chǎn)生少量淺黃色沉淀，慢慢消失 b. 靜置，底部產(chǎn)生少量紅色固體
IV	向CuSO4溶液中通入SO2	無沉淀產(chǎn)生

②經(jīng)確認(rèn)淺黃色沉淀是CuOH，紅色固體是Cu，證明SO2與Cu(OH)2懸濁液發(fā)生了氧化還原反應(yīng)。最終生成Cu的原因是____________________。

③由實(shí)驗(yàn)III、IV可以得出的結(jié)論除“生成了沉淀促進(jìn)了氧化還原反應(yīng)的發(fā)生” 外還有____________________。

Answer 1

【答案】Cl- 白色沉淀溶于氨水后無色說明無Cu2+，后變成藍(lán)色說明含 Cu+ 硝酸酸化的BaCl2[或Ba(NO3)2]溶液 SO2 + 2Cl-+2 Cu(OH)2 = 2CuCl + SO42- + 2H2O 用小試管接取最后的幾滴洗滌液，加入(硝酸酸化的)AgNO3溶液，無沉淀產(chǎn)生 SO2 與Cu(OH)2 反應(yīng)生成CuOH，過量SO2溶于水使溶液顯酸性，CuOH在酸性溶液里反應(yīng)最終生成Cu 和Cu2+ SO2與二價(jià)銅在堿性條件下更容易發(fā)生氧化還原反應(yīng)

【解析】

(1)①根據(jù)實(shí)驗(yàn)Ⅱ可知，藍(lán)色溶液中加入硝酸和硝酸銀得到“白色沉淀A”，據(jù)此分析判斷；②根據(jù)白色沉淀中加入氨水得到無色溶液，之后變成藍(lán)色分析解答；③SO32-、HSO3-都能被硝酸氧化生成SO42-，結(jié)合硫酸根離子的檢驗(yàn)方法分析解答；④根據(jù)實(shí)驗(yàn)Ⅱ可知，白色沉淀為CuCl，即實(shí)驗(yàn)I中生成的白色沉淀為CuCl，據(jù)此書寫反應(yīng)的離子方程式；

(2)①用實(shí)驗(yàn)Ⅰ方法制得含Cu(OH)2的懸濁液，過濾得到的Cu(OH)2固體上吸附了Cl-，據(jù)此分析解答；②淺黃色沉淀是CuOH，說明SO2與Cu(OH)2懸濁液發(fā)生了氧化還原反應(yīng)，在過量SO2溶于水使溶液顯酸性后，CuOH在酸性溶液里發(fā)生歧化反應(yīng)，據(jù)此分析解答；③根據(jù)實(shí)驗(yàn)III、IV，比較溶液的酸堿性對實(shí)驗(yàn)的影響分析解答。

(1)①根據(jù)實(shí)驗(yàn)Ⅱ可知，藍(lán)色溶液中加入硝酸和硝酸銀得到“白色沉淀A”，A為AgCl，說明溶液中一定存在Cl-，故答案為：Cl-；

②白色沉淀中加入氨水得到無色溶液，說明無Cu2+，后變成藍(lán)色說明含 Cu+，因此白色沉淀中金屬離子僅含有Cu+、不含Cu2+，故答案為：白色沉淀溶于氨水后無色說明無Cu2+，后變成藍(lán)色說明含 Cu+；

③SO32-、HSO3-都能被硝酸氧化生成SO42-，因此證實(shí)白色沉淀中無SO42-、SO32-、HSO3-的試劑a是硝酸酸化的BaCl2[或Ba(NO3)2]溶液，故答案為：硝酸酸化的BaCl2[或Ba(NO3)2]溶液；

④根據(jù)實(shí)驗(yàn)Ⅱ可知，白色沉淀為CuCl，即實(shí)驗(yàn)I中生成的白色沉淀為CuCl，反應(yīng)的離子方程式為SO2 + 2Cl-+2 Cu(OH)2 = 2CuCl + SO42- + 2H2O，故答案為：SO2 + 2Cl-+2 Cu(OH)2 = 2CuCl + SO42- + 2H2O；

(2)①用實(shí)驗(yàn)Ⅰ方法制得含Cu(OH)2的懸濁液，過濾得到的Cu(OH)2固體上吸附了Cl-，洗滌獲取純凈的Cu(OH)2固體，因此檢驗(yàn)Cu(OH)2固體是否洗滌干凈只需要檢驗(yàn)洗滌后的濾液中是否含有Cl-，方法為：用小試管接取最后的幾滴洗滌液，加入(硝酸酸化的)AgNO3溶液，無沉淀產(chǎn)生，說明沉淀已洗凈，故答案為：用小試管接取最后的幾滴洗滌液，加入(硝酸酸化的)AgNO3溶液，無沉淀產(chǎn)生；

②經(jīng)確認(rèn)淺黃色沉淀是CuOH，說明SO2與Cu(OH)2懸濁液發(fā)生了氧化還原反應(yīng)。過量SO2溶于水使溶液顯酸性，CuOH在酸性溶液里反應(yīng)最終生成Cu 和Cu2+，因此紅色固體是Cu，故答案為：SO2 與Cu(OH)2 反應(yīng)生成CuOH，過量SO2溶于水使溶液顯酸性，CuOH在酸性溶液里反應(yīng)最終生成Cu 和Cu2+；

③根據(jù)實(shí)驗(yàn)III、IV可知SO2與二價(jià)銅在堿性條件下更容易發(fā)生氧化還原反應(yīng)，故答案為：SO2與二價(jià)銅在堿性條件下更容易發(fā)生氧化還原反應(yīng)。