Question

11．某化學(xué)小組用下圖裝置電解CuCl₂溶液制少量漂白液：

（1）圖l陽(yáng)極的反應(yīng)式是：2Cl^--2e-=Cl₂↑，導(dǎo)氣管W端應(yīng)與出氣口一X連接．
（2）實(shí)驗(yàn)后發(fā)現(xiàn)陰極碳棒上除了附著有紅色物質(zhì)，還附著有少量白色物質(zhì)．某化學(xué)興趣小組查閱資料可知：

物質(zhì)名稱(chēng)及化學(xué)式	氯化亞銅CuCl	堿式氯化銅Cu2（OH）3Cl
性質(zhì)	白色固體、不溶水	綠色固體、不溶水

化學(xué)小組分析提出：
①紅色物質(zhì)可能有Cu或Cu₂O、或二者都有；
②白色物質(zhì)為CuCl
（3）為探究陰極碳棒上附著的紅色、白色物質(zhì)，設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)：取出陰極碳棒，洗滌、干燥、稱(chēng)其質(zhì)量為W₁g，并將其放入圖2所示裝置b中，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)．實(shí)驗(yàn)中，碳棒上的白色物質(zhì)完全變?yōu)榧t色，無(wú)水硫酸銅不變色，d中出現(xiàn)白色沉淀；實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)，繼續(xù)通H₂直至碳棒冷卻后，稱(chēng)量其質(zhì)量為W₂g．
①碳棒上的紅色物質(zhì)是Cu，無(wú)水硫酸銅的作用是檢驗(yàn)紅色物質(zhì)中有無(wú)Cu₂O；
②d中反應(yīng)的離子方程式是Ag⁺+Cl^-=AgCl↓；
③裝置b中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是2CuCl+H₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2Cu+2HCl．
④電解CuCl₂溶液時(shí)，陰極上產(chǎn)生白色物質(zhì)的原因用電極反應(yīng)式解釋為Cu²⁺+e^-+Cl^-=CuCl↓．
⑤陰極上產(chǎn)生白色物質(zhì)的物質(zhì)的量是$\frac{{w}_{1}-{w}_{2}}{35.5}$mol；若裝置b冷卻時(shí)不繼續(xù)通H₂，則計(jì)算所得CuCl的產(chǎn)率會(huì)偏小（偏大、偏小、不變）．

Answer 1

分析 （1）陽(yáng)極上氯離子失電子生成氯氣；Y電極上析出Cu，氯氣能和堿反應(yīng)生成鹽和水，氯氣有毒不能直接排空，可以堿液吸收；
（2）根據(jù)物質(zhì)顏色判斷；
（3）①實(shí)驗(yàn)中，碳棒上的白色物質(zhì)完全變?yōu)榧t色，無(wú)水硫酸銅不變色氫氣還原產(chǎn)物中不含水蒸氣，d中出現(xiàn)白色沉淀，氯離子和銀離子反應(yīng)生成白色沉淀，由現(xiàn)象說(shuō)明不含Cu₂O，含有CuCl；
②氯離子和銀離子反應(yīng)生成白色沉淀；
③氫氣還原CuCl生成Cu和HCl；
④電解過(guò)程中，陰極上銅離子得電子和氯離子反應(yīng)生成白色沉淀CuCl；
⑤b中反應(yīng)前后固體質(zhì)量減少的量是Cl元素質(zhì)量，根據(jù)差量法計(jì)算白色物質(zhì)的物質(zhì)的量；若裝置b冷卻時(shí)不繼續(xù)通H₂，會(huì)導(dǎo)致生成的Cu和空氣反應(yīng)生成CuO而產(chǎn)生誤差．

解答 解：（1）陽(yáng)極上氯離子失電子生成氯氣，電極反應(yīng)式為2Cl^--2e-=Cl₂↑；Y電極上析出Cu，氯氣能和堿反應(yīng)生成鹽和水，氯氣有毒不能直接排空，可以堿液吸收，所以導(dǎo)氣管W端應(yīng)該與X連接；
故答案為：2Cl^--2e-=Cl₂↑；X；
（2）Cu和Cu₂O都是紅色物質(zhì)，所以紅色物質(zhì)還可能是Cu₂O或二者都有，故答案為：Cu₂O；
（3）①由于無(wú)水硫酸銅不變色，證明b中反應(yīng)產(chǎn)物沒(méi)有水生成，碳棒上的紅色物質(zhì)中沒(méi)有氧元素，一定不會(huì)含有氧化亞銅，一定含有銅；無(wú)水硫酸銅來(lái)檢驗(yàn)紅色物質(zhì)中有無(wú)Cu₂O；
故答案為：銅；檢驗(yàn)紅色物質(zhì)中有無(wú)Cu₂O；
②白色物質(zhì)若為CuCl，CuCl與氫氣反應(yīng)會(huì)生成氯化氫，將生成產(chǎn)物通入硝酸銀溶液中，若生成了白色沉淀，證明白色物質(zhì)為CuCl，反應(yīng)的離子方程式為：Ag⁺+Cl^-=AgCl↓；
故答案為：Ag⁺+Cl^-=AgCl↓；
③裝置b中發(fā)生反應(yīng)為CuCl與氫氣反應(yīng)，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：2CuCl+H₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2Cu+2HCl，
故答案為：2CuCl+H₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2Cu+2HCl；
④電解CuCl₂溶液時(shí)，陰極上發(fā)生的反應(yīng)為銅離子得到電子生成銅：Cu²⁺+2e^-=Cu和銅離子失去電子生成氯化亞銅：Cu²⁺+e^-+Cl^-=CuCl；
故答案為：Cu²⁺+e^-+Cl^-=CuCl↓；
⑤2CuCl+H₂=2Cu+2HCl，反應(yīng)前后固體質(zhì)量變化為氯元素質(zhì)量，白色固體為CuCl，所以n（CuCl）=n（Cl）=$\frac{{w}_{1}-{w}_{2}}{35.5}$mol，裝置b冷卻時(shí)不繼續(xù)通H₂，空氣中的氧氣進(jìn)入會(huì)增加固體質(zhì)量使測(cè)定亞銅離子產(chǎn)率減�。�
故答案為：$\frac{{w}_{1}-{w}_{2}}{35.5}$mol；偏�。�

點(diǎn)評(píng) 本題以電解原理為載體考查探究物質(zhì)組成及含量測(cè)定，為高頻考點(diǎn)，側(cè)重考查學(xué)生知識(shí)綜合應(yīng)用能力，涉及物質(zhì)性質(zhì)、物質(zhì)檢驗(yàn)、誤差分析等知識(shí)點(diǎn)，根據(jù)物質(zhì)性質(zhì)的特殊性來(lái)分析解答，題目難度中等．