Question

19．某課題組發現用石墨棒為電極電解CuCl₂溶液時，陰極石墨棒上除了有紅色物質析出外，還有少量難溶于水的白色物質析出． 
（1）用石墨棒為電極電解CuCl₂溶液時陽極電極方程式為2Cl^--2e^-=Cl₂↑． 
（2）查閱文獻知紅色物質中含有單質銅．課題組對陰極石墨棒上單質銅以外的副產物的成分提出了如下假設：
假設一：紅色物質中含有Cu₂O； 
假設二：白色物質為銅的化合物，其化學式可能為CuCl． 
（3）已知氫氣還原CuO過程中，首先生成的是Cu₂O，Cu₂O再還原為單質銅．寫出氫氣還原CuO生成Cu₂O的化學方程式2CuO+H₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Cu₂O+H₂O． 
（4）陰極生成白色物質的電極反應式是Cu-e^-+Cl^-=CuCl，白色物質在加熱時與氫氣發生反應變成紅色，該反應的化學方程式為2CuCl+H₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2Cu+2HCl． 
（5）請你設計實驗驗證上述假設一是否成立，完成下表中的內容．

實驗方案（不要求寫出具體操作過程）	預期的實驗現象和結論

Answer 1

分析 （1）用石墨棒為電極電解CuCl₂溶液時陽極上氯離子失電子生成氯氣；
（2）根據元素守恒以及含銅化合物的顏色來回答；
（3）在加熱條件下，氫氣還原CuO生成Cu₂O，根據原子守恒書寫；
（4）陰極上銅失去電子生成銅離子和氯化亞銅；在加熱條件下，氫氣與氯化亞銅反應生成Cu和HCl；
（5）根據CuO與CuCl的組成元素分析，CuO與氫氣反應生成水，CuO與氫氣反應不生成水，用無水硫酸銅檢驗是否有水．

解答 解：（1）用石墨棒為電極電解CuCl₂溶液時陽極上氯離子失電子生成氯氣，則陽極電極方程式為：2Cl^--2e^-=Cl₂↑；
故答案為：2Cl^--2e^-=Cl₂↑；
（2）含銅的化合物中，含同離子的鹽溶液是藍色的，氧化銅是黑色的，氧化亞銅是紅色的，氯化亞銅是白色的，
故答案為：CuCl；
（3）在加熱條件下，氫氣還原CuO生成Cu₂O，其反應的方程式為：2CuO+H₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Cu₂O+H₂O；
故答案為：2CuO+H₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Cu₂O+H₂O；
（4）陰極石墨棒上除了有紅色Cu析出外，還有少量難溶于水的白色物質CuCl析出，則陰極上部分銅失去電子生成銅離子和氯化亞銅，電極方程式為：Cu-e^-+Cl^-=CuCl；在加熱條件下，氫氣與氯化亞銅反應生成Cu和HCl，其反應的方程式為：2CuCl+H₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2Cu+2HCl；
故答案為：Cu-e^-+Cl^-=CuCl；2CuCl+H₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2Cu+2HCl；
（5）取一定量的樣品于硬質玻璃管中，通入氫氣，加熱樣品，將產生的氣體通入盛有無水硫酸銅的干燥管中，若無水硫酸銅變藍色，說明有水生成，則Cu₂O與氫氣反應生成水，則樣品中中含有Cu₂O，若無水硫酸銅不變色，說明沒有水生成，即樣品中含有CuCl；
故答案為：

實驗方案（不要求寫出具體操作過程）	預期的實驗現象和結論
取一定量的樣品于硬質玻璃管中，通入氫氣，加熱樣品，將產生的氣體通入盛有無水硫酸銅的干燥管中．	若無水硫酸銅變藍色，說明有水生成，則假設一成立； 若無水硫酸銅不變色，說明沒有水生成，則假設二成立．

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點評 本題考查了物質的組成的探究實驗、電解原理的應用，題目難度中等，側重于培養學生的邏輯思維能力和發散思維能力，該類試題需要注意的是進行物質的檢驗時，要依據物質的特殊性質和特征反應，選擇適當的試劑和方法．