Question

【題目】實(shí)驗小組對NaHSO3溶液分別與CuCl2、CuSO4溶液的反應(yīng)進(jìn)行探究。

實(shí)驗	裝置	試劑x	操作及現(xiàn)象
Ⅰ		1 mol·L1 CuCl2溶液	加入2mL CuCl2溶液，得到綠色溶液，30s時有無色氣泡和白色沉淀產(chǎn)生，上層溶液顏色變淺。
Ⅱ		1 mol·L1 CuSO4溶液	加入2mL CuSO4溶液，得到綠色溶液，3分鐘未見明顯變化。

已知：Ⅰ.Cu2+[Cu(NH3)4]2+(深藍(lán)色溶液)

Ⅱ. Cu+[Cu(NH3)]+(無色溶液) [Cu(NH3)4]2+(深藍(lán)色溶液)

(1)推測實(shí)驗Ⅰ產(chǎn)生的無色氣體為SO2，實(shí)驗證實(shí)推測正確：用蘸有碘水的淀粉試紙接近試管口，觀察到_______，反應(yīng)的離子方程式為_______。

(2)對實(shí)驗 Ⅰ 產(chǎn)生SO2的原因進(jìn)行分析，提出假設(shè)：

假設(shè)a: Cu2+水解使溶液中c(H+)增大；

假設(shè)b: Cl－存在時，Cu2+與HSO3－反應(yīng)生成CuCl白色沉淀，溶液中c(H+)增大。

① 假設(shè)a不合理，實(shí)驗證據(jù)是_______；

② 實(shí)驗表明假設(shè)b合理，實(shí)驗I反應(yīng)的離子方程式有_____、H+ + HSO3- = SO2↑+H2O。

(3)對比實(shí)驗Ⅰ、Ⅱ，提出假設(shè)：Cl－增強(qiáng)了Cu2+的氧化性。

下述實(shí)驗Ⅲ證實(shí)了假設(shè)合理，裝置如圖。實(shí)驗方案：閉合K，電壓表的指針偏轉(zhuǎn)至“X”處；向U形管_______(補(bǔ)全實(shí)驗操作及現(xiàn)象)。

(4)將實(shí)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SO32。

①通過實(shí)驗Ⅳ證實(shí)紅色沉淀中含有Cu+和Cu2+。

實(shí)驗Ⅳ：

證實(shí)紅色沉淀中含有Cu+的實(shí)驗證據(jù)是_______；

②有同學(xué)認(rèn)為實(shí)驗Ⅳ不足以證實(shí)紅色沉淀中含有Cu2+，設(shè)計實(shí)驗Ⅳ的對比實(shí)驗Ⅴ，證實(shí)了Cu2+的存在。實(shí)驗Ⅴ的方案和現(xiàn)象是：_______。

Answer 1

【答案】藍(lán)色褪去 SO2+I2+2H2O=SO42－+2I－+4H+ 實(shí)驗Ⅰ、Ⅱ中c(Cu2+)相同，但實(shí)驗Ⅱ 中未見氣泡 2Cu2++2Cl－+ HSO3－+ H2O =2CuCl↓+SO42-+3H+ 右側(cè)加入一定量NaCl固體，溶解后，觀察到電壓表指針偏轉(zhuǎn)變大 一段時間后溶液由淺藍(lán)色變?yōu)樯钏{(lán)色 取少量純凈的Cu2O于試管中，滴加足量濃氨水。沉淀溶解，得到無色溶液，露置一段時間后溶液變?yōu)樯钏{(lán)色

【解析】

NaHSO3溶液屬于弱酸的酸式鹽，HSO3-的電離程度大于水解程度，它的溶液呈酸性。

(1) 從二氧化硫的還原性和碘的氧化性角度出發(fā)，寫出實(shí)驗現(xiàn)象和離子反應(yīng)方程式；

(2) 要產(chǎn)生二氧化硫氣體，需要溶液中有氫離子存在，對于氫離子產(chǎn)生的原因，可以從實(shí)驗Ⅰ、Ⅱ都有銅離子，但現(xiàn)象不同，故可以判斷出假設(shè)a不正確；

(3) 是否是Cl－增強(qiáng)了Cu2+的氧化性，可以加入氯離子，但是為了不引入新的雜質(zhì)，可以加氯化鈉，再觀察電壓表的示數(shù)；

(4)根據(jù)題目信息， Cu+[Cu(NH3)]+(無色溶液) [Cu(NH3)4]2+(深藍(lán)色溶液)，確定Cu+的檢驗方法。若要證明溶液中的Cu2+，需要做一個對比實(shí)驗，一個含有Cu2+和Cu+的混合溶液，另一個只含有Cu+的溶液，再加入足量濃氨水，看反應(yīng)現(xiàn)象，所以可以加少量純凈的Cu2O。

(1)蘸有碘水的淀粉試紙顯藍(lán)色，遇到二氧化硫，二氧化硫具有還原性，碘單質(zhì)具有氧化性，二氧化硫與碘單質(zhì)發(fā)生氧化還原反應(yīng)，實(shí)驗現(xiàn)象為藍(lán)色褪去，離子方程式為SO2+I2+ 2H2O=SO42－+2I－+4H+，

故答案為：藍(lán)色褪去；SO2+I2+2H2O=SO42－+2I－+4H+；

(2)要產(chǎn)生二氧化硫，需要亞硫酸氫根離子與氫離子作用，如果是Cu2+水解使溶液中氫離子濃度增大，從而釋放出氣體，由于實(shí)驗Ⅰ、Ⅱ中c(Cu2+)相同，但實(shí)驗Ⅱ 中未見氣泡，說明不是由假設(shè)a: Cu2+水解使溶液中c(H+)增大引起的，故答案為實(shí)驗Ⅰ、Ⅱ中c(Cu2+)相同，但實(shí)驗Ⅱ中未見氣泡；根據(jù)亞硫酸氫鈉加入氯化銅后的實(shí)驗現(xiàn)象是生成白色沉淀，則假設(shè)b正確，利用電荷守恒，元素守恒，化合價升降法配平離子反應(yīng)，2Cu2++2Cl－+HSO3－+H2O =2CuCl↓+SO42-+3H+，

故答案為：實(shí)驗Ⅰ、Ⅱ中c(Cu2+)相同，但實(shí)驗Ⅱ 中未見氣泡；2Cu2++2Cl－+ HSO3－+ H2O =2CuCl↓+SO42-+3H+；

(3) 實(shí)驗Ⅲ是為了驗證Cl－增強(qiáng)了Cu2+的氧化性，需向硫酸銅溶液中補(bǔ)充氯離子，U型管左側(cè)是亞硫酸氫鈉，故加入氯化鈉固體，如果Cl－增強(qiáng)了Cu2+的氧化性，會使溶液中轉(zhuǎn)移的電子數(shù)增多，閉合K，故電壓表的讀數(shù)會增大，

故答案為：右側(cè)加入一定量NaCl固體，溶解后，觀察到電壓表指針偏轉(zhuǎn)變大；

(4) 根據(jù)題目所給信息，Cu+[Cu(NH3)]+(無色溶液) [Cu(NH3)4]2+(深藍(lán)色溶液)，實(shí)驗Ⅳ中若有Cu+，一段時間后溶液由淺藍(lán)色變?yōu)樯钏{(lán)色；如要證明溶液中的Cu2+，需要做一個對比實(shí)驗，一個含有Cu2+和Cu+的混合溶液，另一個只含有Cu+的溶液，再加入足量濃氨水，沉淀溶解，得到無色溶液，露置一段時間后溶液變?yōu)樯钏{(lán)色，實(shí)驗操作為取少量純凈的Cu2O于試管中，滴加足量濃氨水。實(shí)驗現(xiàn)象為沉淀溶解，得到無色溶液，露置一段時間后溶液變?yōu)樯钏{(lán)色。

故答案為：一段時間后溶液由淺藍(lán)色變?yōu)樯钏{(lán)色；取少量純凈的Cu2O于試管中，滴加足量濃氨水。 沉淀溶解，得到無色溶液，露置一段時間后溶液變?yōu)樯钏{(lán)色。