Question

9．電解是工業(yè)生產的常用方法．某研究性小組進行以下相關探究：
實驗Ⅰ用圖1裝置電解CuCl₂溶液制取少量漂白液：

（1）導氣管W端應與出氣口X連接（填“X”或“Y”）．
（2）實驗后發(fā)現陰極碳棒上除了附著有紅色物質，還附著有少量白色物質．
查閱資料顯示：

物質名稱及化學式	氯化亞銅CuCl	堿式氯化銅Cu2（OH）3Cl
性質	白色固體、不溶水	綠色固體、不溶水

化學小組分析提出：①白色物質為CuCl．
②紅色物質可能有Cu（填化學式）；或者Cu₂O；或者二者混合物．
實驗Ⅱ為探究陰極碳棒上附著的紅色、白色物質，設計了如下實驗：取出陰極碳棒，洗滌、干燥、稱其質量為W₁g，并將其放入圖2所示裝置b中，進行實驗．
實驗中，碳棒上的白色物質完全變?yōu)榧t色，無水硫酸銅不變色，d中出現白色沉淀；實驗結束時，繼續(xù)通H₂直至碳棒冷卻后，稱量其質量為W₂g．
（3）無水硫酸銅的作用是檢驗紅色物質中有無Cu₂O．
（4）裝置b中發(fā)生反應的化學方程式是2CuCl+H₂=2Cu+2HCl．
（5）電解CuCl₂溶液時，陰極上產生白色物質的原因為（用電極反應式解釋）Cu²⁺+e^-+Cl^-=CuCl↓；陰極上產生白色物質的物質的量是$\frac{{W}_{1}-{W}_{2}}{35.5}$．
實驗Ⅲ測定漂白液中NaClO的濃度：準確移取20.00mL洗氣瓶內混合溶液，加入適量的H₂O₂溶液，搖勻，滴加2～3滴酚酞試液，用 n mol•L^-1鹽酸滴定至終點，消耗鹽酸V mL．
（6）用化學方程式表示加入H₂O₂溶液的作用NaClO+H₂O₂=O₂↑+NaCl+H₂O．
（7）若忽略洗氣瓶內的副反應及體積變化，漂白液中NaClO的濃度為$\frac{20m-nV}{40}$mol•L^-1．（用含m、n、v的式子表示）

Answer 1

分析 （1）氯離子在陽極失電子生成氯氣，氯氣用氫氧化鈉溶液吸收；
（2）依據可能和假設紅色物質可能為銅或氧化亞銅；
（3）無水硫酸銅不變色說明陰極碳棒上的產物與氫氣反應產物中沒有水；
（4）裝置b中發(fā)生反應的化學方程式為氯化亞鐵與氫氣反應生成銅和氯化氫；
（5）電極氯化銅溶液陰極銅離子得到電子生成銅和氯化亞銅，據此寫成電極反應的離子方程式；依據反應2CuCl+H₂=2Cu+2HCl，反應前后固體質量變化為氯元素質量分析計算；
（6）NaClO與H₂O₂反應生成氧氣、NaCl和水，防止鹽酸滴定時與NaClO反應；
（7）根據鈉元素守恒和氯元素守恒：n（NaOH）=2n（NaClO）+n（NaCl），n（NaCl）是滴定生成鹽酸與NaOH反應生成的，結合滴定時消耗的鹽酸計算．

解答 解：（1）氯離子在陽極失電子生成氯氣，氯氣用氫氧化鈉溶液吸收，所以氯氣在X處流出進入W，故答案為：X；
（2）②依據假設和物質現象分析，紅色物質可能為Cu或Cu₂O、或二者都有．故答案為：Cu；
（3）由于無水硫酸銅不變色，證明b中反應產物沒有水生成，碳棒上的紅色物質中沒有氧元素，一定不會含有氧化亞銅，一定含有銅，則無水硫酸銅來檢驗紅色物質中有無Cu₂O；
故答案為：檢驗紅色物質中有無Cu₂O；
（4）裝置b中發(fā)生反應為CuCl與氫氣反應，反應的化學方程式為：2CuCl+H₂=2Cu+2HCl，
故答案為：2CuCl+H₂=2Cu+2HCl；
（5）電解CuCl₂溶液時，陰極上發(fā)生的反應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；2CuCl+H₂=2Cu+2HCl，反應前后固體質量變化為氯元素質量，白色固體為CuCl，所以n（CuCl）=n（Cl）=$\frac{{W}_{1}-{W}_{2}}{35.5}$mol
故答案為：Cu²⁺+e^-+Cl^-=CuCl↓；$\frac{{W}_{1}-{W}_{2}}{35.5}$mol；
（6）NaClO與H₂O₂反應生成氧氣、NaCl和水，防止鹽酸滴定時與NaClO反應，其反應的方程式為：NaClO+H₂O₂=O₂↑+NaCl+H₂O；
故答案為：NaClO+H₂O₂=O₂↑+NaCl+H₂O；
（7）根據鈉元素守恒和氯元素守恒：n（NaOH）=2n（NaClO）+n（NaCl），n（NaCl）是滴定生成鹽酸與NaOH反應生成的，
則0.1m×$\frac{20mL}{100mL}$=2n（NaClO）+nV×10^-3，則n（NaClO）=$\frac{1}{2}$（0.02m-nV×10^-3）mol，
所以c（NaClO）=$\frac{\frac{1}{2}×（0.02m-nV×1{0}^{-3}）}{0.02}$=$\frac{20m-nV}{40}$mol/L；
故答案為：$\frac{20m-nV}{40}$．

點評 本題考查物質的檢驗與鑒別，題目難度中等，試題綜合性強，有利于培養(yǎng)學生的邏輯思維能力和發(fā)散思維能力，提高學生的應試能力和學習效率．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．