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  【某研究小组为探究Cu的化学性质及溶液环境对反应的影响,设计并完成了下列实验.Ⅰ.探究Cu的化学性质实验试剂1试剂2操作及现象①铜丝氯气将加热后的铜丝伸入盛】

  某研究小组为探究Cu的化学性质及溶液环境对反应的影响,设计并完成了下列实验.

  Ⅰ.探究Cu的化学性质

  实验试剂1试剂2操作及现象①

  铜丝氯气将加热后的铜丝伸入盛有氯气的集气瓶中,产生棕黄色的烟②稀硝酸产生无色气体,遇空气变为红棕色③0.1mol/LKMnO4溶液加热后,铜丝表面有黑色物质,溶液颜色无明显变化(1)根据化合价分析,在化学反应中铜主要体现出的化学性质是___.

  (2)写出铜与稀硝酸反应的离子方程式___.

  (3)向实验①的集气瓶中加水,随着水量的增加,溶液由黄色变为绿色,最后变为蓝色.

  【查阅资料】

  ⅰ.黄色与蓝色混合呈现绿色.

  ⅱ.溶液中存在如下平衡:[Cu(H2O)4]2++4Cl-⇌[CuCl4]2-+4H2O

  利用化学用语和文字解释溶液颜色变化的原因:___.

  (4)反应③中溶液颜色无明显变化,是因为中性环境下反应很难进行.铜表面黑色的物质为CuO,同时有MnO2生成,则中性环境下反应很难进行的原因是:___.

  Ⅱ.探究溶液环境对反应的影响

  为进一步研究酸碱性对铜与0.1mol/L KMnO4溶液反应的影响,设计如图实验:

  环境反应现象酸性溶液紫红色变浅碱性(1mL 1mol/L NaOH溶液)无明显现象(1)探究酸性条件下反应时,试剂X是.溶液颜色变浅能否说明铜与0.1mol/L KMnO4溶液在酸性条件下发生了反应,理由是___.

  (2)对于铜与0.1mol/L KMnO4溶液在碱性环境下的反应提出如下假设:

  假设Ⅰ:0.1mol/L KMnO4溶液在碱性环境下不能将铜氧化;

  假设Ⅱ:0.1mol/L KMnO4溶液在碱性环境下与铜反应较慢.

  设计实验验证:

  将铜丝紧密缠绕在碳棒上放入碱性的溶液A中,溶液很快由紫红色变为深绿色___.一段时间后,溶液变为浅蓝绿色,试管底部出现棕褐色粉末(MnO2).①反应加快的原因是发生了电化学腐蚀,其正极发生的电极反应式为:___.

  ②通过上述实验得出结论.

1回答
2020-10-26 12:21
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孔桃叶

  Ⅰ.探究Cu的化学性质:(1)铜和氯气反应生成氯化铜,铜元素的化合价变化为0价升高为+2价,表现出还原性,铜与稀硝酸反应生成硝酸铜,铜元素的化合价变化为0价升高为+2价,表现出还原性,铜丝加热后,铜丝表面有黑色物质,生成氧化铜,铜元素的化合价变化为0价升高为+2价,表现出还原性,所以根据化合价分析,在化学反应中铜主要体现出的化学性质是还原性,

  故答案为:还原性;

  (2)铜和稀硝酸反应生成硝酸铜、一氧化氮和水,反应的离子方程式为:3Cu+8H++2NO3-═3Cu2++2NO↑+4H2O,

  故答案为:3Cu+8H++2NO3-═3Cu2++2NO↑+4H2O;

  (3)氯化铜在溶液中:[CuCl4]2-+4H2O⇌[Cu(H2O)4]2++4Cl-,以[Cu(H2O)4]2+存在,其浓度不同,颜色不同,加水过程中,平衡正向移动,随着[Cu(H2O)4]2+的增加,溶液由黄色变为绿色,最后变为蓝色,

  故答案为:[CuCl4]2-+4H2O⇌[Cu(H2O)4]2++4Cl-,加水过程中,平衡正向移动,随着[Cu(H2O)4]2+的增加,溶液由黄色变为绿色,最后变为蓝色;

  【查阅资料】(4)铜在空气中加热生成氧化铜,反应③中溶液颜色无明显变化,是因为中性环境下,铜表面黑色的CuO,不溶解,阻碍铜与KMnO4溶液反应,

  故答案为:生成的CuO覆盖在铜的表面阻止反应继续继续;

  Ⅱ.(1)因高锰酸钾具有强氧化性,所以选择酸为非还原性的酸,所以探究酸性条件下反应时,试剂X是H2SO4溶液,对照实验需除酸碱性不同,其它条件都相同,如果加入H2SO4溶液的体积是1mL,对比碱性条件下的实验现象,则能说明发生了反应,如果加入H2SO4溶液的体积是大于1mL,则有可能是稀释作用导致的溶液颜色变浅,

  故答案为:H2SO4溶液;如果加入H2SO4溶液的体积是1mL,对比碱性条件下的实验现象,则能说明发生了反应,如果加入H2SO4溶液的体积是大于1mL,则有可能是稀释作用导致的溶液颜色变浅;

  (2)①电化学腐蚀,正极上发生还原反应,高锰酸根离子得电子生成锰酸根离子,MnO4-+e-→MnO42-,锰酸根离子得电子生成棕褐色MnO2和氢氧根离子,MnO42-+2e-+2H2O=MnO2+4OH-,

  故答案为:MnO4-+e-→MnO42-、MnO42-+2e-+2H2O=MnO2+4OH-;

  ②探究溶液环境对反应的影响,将铜丝紧密缠绕在碳棒上放入碱性的溶液A中,溶液很快由紫红色变为深绿色,一段时间后,试管底部出现棕褐色粉末,发生电化学腐蚀,对照碱性(1mL1mol/LNaOH溶液),无明显现象,说明碱性条件下铜单质可以与KMnO4溶液发生氧化还原反应,但反应速度很慢,(或假设Ⅱ成立),

  答:碱性条件下铜单质可以与KMnO4溶液发生氧化还原反应,但反应速度很慢,(或假设Ⅱ成立).

2020-10-26 12:26:49

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