解答题-实验探究题 适中0.65 引用1 组卷62
某课外小组对一些金属单质和化合物的性质进行研究。
(1)表为“铝与氯化铜溶液反应”实验报告的一部分:
①按反应类型写出实验中发生反应的化学方程式各一个(是离子反应的只写离子方程式):
置换反应________________________ ,化合反应________________________ .
②用石墨作电极,电解上述实验分离出的溶液,两极产生气泡,持续电解,在阴极附近的溶液中还可观察到的现象是________________________ ,解释此现象的离子方程式是____________________ 。
(2)探究氧化铜性质
①取A、B两支试管,向A中先加入适量CuO粉末,再分别向A和B中加入等体积的3% H2O2溶液,只观察到A中有大量气泡.实验结论是___________________ 。
②用收集气体并测定其体积的方法探究试管A中反应的速率,必需的实验仪器有:______________ 。
(1)表为“铝与氯化铜溶液反应”实验报告的一部分:
实验步骤 | 实验现象 |
将打磨过的铝片(过量)放入一定浓度的CuCl2溶液中 | 产生气泡,析出疏松的红色固体,溶液逐渐变为无色 |
反应结束后分离出溶液备用 | |
红色固体用蒸馏水洗涤后,置于潮湿空气中 | 一段时间后固体由红色变为绿色 |
置换反应
②用石墨作电极,电解上述实验分离出的溶液,两极产生气泡,持续电解,在阴极附近的溶液中还可观察到的现象是
(2)探究氧化铜性质
①取A、B两支试管,向A中先加入适量CuO粉末,再分别向A和B中加入等体积的3% H2O2溶液,只观察到A中有大量气泡.实验结论是
②用收集气体并测定其体积的方法探究试管A中反应的速率,必需的实验仪器有:
20-21高一·全国·课时练习
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某实验小组在电压12V电流3A的条件下电解2mol/L的氯化铜溶液并探究其产物的性质。
(1)根据电解原理,预测:阴极发生的实验现象是______ 。阳极发生的电极反应式为_______ 。电解氯化铜溶液总的化学方程式为_______ 。
(2)小组同学在实际电解过程中,意外的观察到下表的实验现象:
实验小组学生对阴极区产生异常现象的原因进行了探究:
资料1:CuCl是白色的难溶物,用Cu还原CuCl2溶液可以得到CuCl沉淀,它易溶于浓盐酸,用水稀释CuCl的浓盐酸溶液则又析出CuCl白色沉淀。
资料2:[CuCl2.CuCl2(H2O)]-(棕褐色)CuCl+Cu2++3Cl-+H2O。
Ⅰ.探究阴极表面产生的白色物质:
①根据资料写出Cu还原CuCl2溶液反应的化学方程式______ 。
②学生为了确定阴极产物进行实验A:取2mol/L的CuCl2溶液,加入铜粉,充分振荡,几分钟后,试管底有白色沉淀生成,过滤出白色固体,加入浓盐酸,固体溶解,加水稀释,又析出白色沉淀。
如果要确认阴极产生的白色沉淀是CuCl,还需要进行对照实验B,该实验的设计方案是______ 。
实验结论:通过实验A和实验B的对比,可以确定阴极产生的白色固体是CuCl。
Ⅱ.探究阴极区域溶液呈现棕褐色的原因:
猜想1:可能是Cu2+与高浓度的Cl-发生络合反应所致。
实验C:向2mol/L的CuCl2溶液中加入______ ,溶液呈现绿色,没有变成棕褐色。
实验结论:溶液颜色呈现棕褐色______ (填“是”或者“不是”)由于Cu2+与高浓度的Cl-发生络合反应所致。
猜想2:棕褐色溶液可能与+1价Cu有关。
实验D:用铜粉和2mol/L的CuCl2溶液反应制备[CuCl2•CuCl2(H2O)],取少量该标准溶液与实验中得到的棕褐色溶液进行对照实验。
步骤一:配制标准[CuCl2.CuCl2(H2O)]-棕褐色溶液进行稀释,实验流程如图所示:
步骤二:取阴极附近的棕褐色溶液,重复上述实验进行对照,请画出对照实验的流程图______ 。
实验结论:通过对照实验,确认棕褐色溶液与+1价Cu有关。
(1)根据电解原理,预测:阴极发生的实验现象是
(2)小组同学在实际电解过程中,意外的观察到下表的实验现象:
条件 | 电极 | 现象 |
电压12V 电流3A | 阴极 | 3min后,附近溶液变成棕褐色。30min后,溶液变成深棕褐色。电极底部表面有少量红色金属生成,还有少量白色物质。 |
阳极 | 开始出现少量气泡,后来气泡增多。 |
实验小组学生对阴极区产生异常现象的原因进行了探究:
资料1:CuCl是白色的难溶物,用Cu还原CuCl2溶液可以得到CuCl沉淀,它易溶于浓盐酸,用水稀释CuCl的浓盐酸溶液则又析出CuCl白色沉淀。
资料2:[CuCl2.CuCl2(H2O)]-(棕褐色)CuCl+Cu2++3Cl-+H2O。
Ⅰ.探究阴极表面产生的白色物质:
①根据资料写出Cu还原CuCl2溶液反应的化学方程式
②学生为了确定阴极产物进行实验A:取2mol/L的CuCl2溶液,加入铜粉,充分振荡,几分钟后,试管底有白色沉淀生成,过滤出白色固体,加入浓盐酸,固体溶解,加水稀释,又析出白色沉淀。
如果要确认阴极产生的白色沉淀是CuCl,还需要进行对照实验B,该实验的设计方案是
实验结论:通过实验A和实验B的对比,可以确定阴极产生的白色固体是CuCl。
Ⅱ.探究阴极区域溶液呈现棕褐色的原因:
猜想1:可能是Cu2+与高浓度的Cl-发生络合反应所致。
实验C:向2mol/L的CuCl2溶液中加入
实验结论:溶液颜色呈现棕褐色
猜想2:棕褐色溶液可能与+1价Cu有关。
实验D:用铜粉和2mol/L的CuCl2溶液反应制备[CuCl2•CuCl2(H2O)],取少量该标准溶液与实验中得到的棕褐色溶液进行对照实验。
步骤一:配制标准[CuCl2.CuCl2(H2O)]-棕褐色溶液进行稀释,实验流程如图所示:
步骤二:取阴极附近的棕褐色溶液,重复上述实验进行对照,请画出对照实验的流程图
实验结论:通过对照实验,确认棕褐色溶液与+1价Cu有关。
某校课外兴趣小组用如图装置进行电解CuC12溶液的实验。实验时,在通电一段时间后,观察到阳极上方的淀粉KI试纸不变色,同时,铁棒逐渐溶解;阴极碳棒上有红、白两种颜色的固体析出。同学们对阴、阳两极的产物进行如下探究:
(1)阳极产物探究。
根据实验现象,同学们对阳极发生的电极反应提出了如下假设:
假设1__________________________ ;
假设2_________________________ 。
请你设计实验方案证明你的假设(包括:操作→现象→结论):________________ 。
(2)阴极产物探究:
结论与解释:
①白色物质为____________ 。
②某学生收集碳棒上的白色物质并装入试管中,滴入稀HNO3,写出白色物质与稀HNO3反应的离子方程式:___________________________ 。
(1)阳极产物探究。
根据实验现象,同学们对阳极发生的电极反应提出了如下假设:
假设1
假设2
请你设计实验方案证明你的假设(包括:操作→现象→结论):
(2)阴极产物探究:
查阅资料 | 铜和铜的化合物中Cu、Cu2O为红色,CuCl、CuBr、CuI为白色,它们在水中均不溶,且稳定存在。 |
探究实验 | 取出阴极碳棒,并将其干燥,然后用如图所示装置(气密性良好,药品性能良好)进行实验并记录现象: 现象:碳棒上红色物质依然存在;白色物质变为红色;无水硫酸铜仍为白色;蓝色石蕊试纸变为红色 |
结论与解释:
①白色物质为
②某学生收集碳棒上的白色物质并装入试管中,滴入稀HNO3,写出白色物质与稀HNO3反应的离子方程式:
为探究FeCl2溶液电解时阴阳极的产物,某兴趣小组用如下装置进行实验:
(查阅资料:电解能否发生、电极反应及其速率,与电压大小、离子浓度等因素有关。)
(1)Ⅰ电极a表面始终未出现气泡,但产生了银灰色有金属光泽的固体。该电极的电极反应式为:___________________ 。
Ⅱ电极b开始一段时间内,表面无气泡产生,周围液体出现红褐色,逐渐浑浊。吸取该电极周围少许液体于两支试管中,一支试管中滴入淀粉-KI溶液,液体颜色不变;另一支试管中先加盐酸酸化,再滴入KSCN溶液,溶液变为红色。
结论:电解过程中产生了Fe3+,同时水解产生了红褐色物质。
(2)加盐酸酸化时发生的反应是______________________ (用离子方程式表示)。
(3)对电解过程中Fe3+产生的原因进行猜想:
猜想①:Cl-在阳极放电,生成的Cl2将Fe2+氧化成Fe3+;
猜想②:________________________________________ ;
猜想③:……。
(4)设计实验验证猜想①
供选择的试剂:1mol/L FeSO4溶液、1mol/L盐酸、2mol/L盐酸、1mol/L NaCl溶液、2mol/L NaCl溶液、淀粉-KI溶液、KSCN溶液、蒸馏水
(查阅资料:电解能否发生、电极反应及其速率,与电压大小、离子浓度等因素有关。)
(1)Ⅰ电极a表面始终未出现气泡,但产生了银灰色有金属光泽的固体。该电极的电极反应式为:
Ⅱ电极b开始一段时间内,表面无气泡产生,周围液体出现红褐色,逐渐浑浊。吸取该电极周围少许液体于两支试管中,一支试管中滴入淀粉-KI溶液,液体颜色不变;另一支试管中先加盐酸酸化,再滴入KSCN溶液,溶液变为红色。
结论:电解过程中产生了Fe3+,同时水解产生了红褐色物质。
(2)加盐酸酸化时发生的反应是
(3)对电解过程中Fe3+产生的原因进行猜想:
猜想①:Cl-在阳极放电,生成的Cl2将Fe2+氧化成Fe3+;
猜想②:
猜想③:……。
(4)设计实验验证猜想①
供选择的试剂:1mol/L FeSO4溶液、1mol/L盐酸、2mol/L盐酸、1mol/L NaCl溶液、2mol/L NaCl溶液、淀粉-KI溶液、KSCN溶液、蒸馏水
操作 | 现象和结论 |
取一定量 ②电解相同时间后,若电极b表面无气泡, |
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