某小組同學(xué)以碳棒為電極電解CuCl2溶液時(shí)，發(fā)現(xiàn)陰極碳棒上除了有紅色物質(zhì)析出外，還有少量白色物質(zhì)析出。為探究陰極碳棒上的產(chǎn)物，同學(xué)們設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)過程。

　　(1)對比實(shí)驗(yàn)(以碳棒為電極電解下列溶液)

　　電解質(zhì)溶液 陰極析出物質(zhì) 實(shí)驗(yàn)1 CuSO4溶液 紅色固體 實(shí)驗(yàn)2 CuSO4和NaCl的混合溶液 紅色固體和少量白色固體 (2)提出假設(shè)

　　①紅色物質(zhì)一定有銅，還可能有Cu2O;

　�、诎咨�物質(zhì)為銅的化合物，其化學(xué)式可能為________。

　　(3)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證

　　取電解CuCl2溶液后的陰極碳棒，洗滌、干燥。連接下列裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證陰極產(chǎn)物。

　　儀器a的名稱為________，各裝置從左至右的連接順序?yàn)開_______。

　　(4)觀察現(xiàn)象，得出結(jié)論

　　實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，碳棒上的白色物質(zhì)變?yōu)榧t色，F(xiàn)中物質(zhì)不變色，D中出現(xiàn)白色沉淀。

　　根據(jù)現(xiàn)象寫出裝置B中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式：

　　________________________________________________________________________。

　　(5)問題討論

　�、儆�洗去碳棒上的紅色和白色物質(zhì)，可將碳棒插入稀硝酸中，則紅色物質(zhì)消失的離子方程式為______________________;白色物質(zhì)消失的離子方程式為_______________________________________。

　�、趯�(shí)驗(yàn)過程中，若裝置B中的空氣沒有排凈就開始加熱，可能對實(shí)驗(yàn)造成的影響是________________。

　　解析 (2)對比(1)中實(shí)驗(yàn)1和實(shí)驗(yàn)2，實(shí)驗(yàn)1中沒有白色固體物質(zhì)生成;該白色物質(zhì)為銅的化合物，而銅的化合物多為黑色、紅色，再結(jié)合實(shí)驗(yàn)2的電解質(zhì)溶液增加了NaCl，故該白色固體只能是CuCl(氯化亞銅)。(3)漏斗種類較多，包括普通漏斗、分液漏斗、長頸漏斗，解題時(shí)要注意區(qū)分。用裝置A制備氫氣，但用稀鹽酸制備的氫氣中含有HCl和水蒸氣兩種雜質(zhì)，前者可用堿液除去(E裝置)，后者用濃硫酸除去(C裝置)，但干燥裝置應(yīng)該放后，故裝置的連接順序是A→E→C→B;如果紅色物質(zhì)含有Cu2O，則裝置B中會有水生成，可以用裝置F中的無水硫酸銅檢驗(yàn)，裝置D中的AgNO3溶液用于檢驗(yàn)Cl-。(4)無水硫酸銅不變色，說明沒有Cu2O，AgNO3溶液中出現(xiàn)白色沉淀，說明生成物中含有HCl，故裝置B中的反應(yīng)為CuCl被氫氣還原，生成Cu和HCl。(5)①由(4)可知紅色物質(zhì)為Cu，故紅色物質(zhì)消失的反應(yīng)是銅與稀硝酸反應(yīng)生成NO;白色物質(zhì)消失的反應(yīng)是CuCl被稀硝酸氧化為+2價(jià)銅的反應(yīng)，硝酸被還原為NO。②可燃性氣體受熱前必須排除裝置中的空氣，防止發(fā)生爆炸;上述裝置B中若有空氣，則其中的水蒸氣會使后續(xù)檢驗(yàn)水的裝置F中的物質(zhì)出現(xiàn)變色，從而干擾Cu2O是否存在的判斷。

　　答案(2)②CuCl

　　(3)分液漏斗　AECBFD(若多選裝置，只要合理均可給分)

　　(4)2CuCl+H22Cu+2HCl

　　(5)①3Cu+8H++2NO===3Cu2++2NO↑+4H2O

　　3CuCl+4H++NO===3Cu2++3Cl-+NO↑+2H2O

　　②氫氣和氧氣混合加熱可能發(fā)生爆炸;空氣中的水蒸氣會干擾Cu2O是否存在的判斷

　　.某�；瘜W(xué)研究性學(xué)習(xí)小組在學(xué)習(xí)了金屬的知識后，探究Cu的常見化合物的性質(zhì)。過程如下：

　　提出問題：

　�、僭谥芷诒碇校珻u、Al位置接近，Cu不如Al活潑，Al(OH)3具有兩性，Cu(OH)2也具有兩性嗎?

　　②通常情況下，F(xiàn)e2+的穩(wěn)定性小于Fe3+的，Cu+的穩(wěn)定性也小于Cu2+的嗎?

　�、跜uO有氧化性，能被H2、CO等還原，也能被NH3還原嗎?

　　實(shí)驗(yàn)方案：

　　(1)解決問題①需用到的藥品有CuSO4溶液、________(填試劑名稱)，同時(shí)進(jìn)行相關(guān)實(shí)驗(yàn)。

　　(2)解決問題②的實(shí)驗(yàn)步驟和現(xiàn)象如下：取98 g Cu(OH)2固體，加熱至80～100℃時(shí)，得到 80 g黑色固體粉末，繼續(xù)加熱到1 000℃以上，黑色粉末全部變成紅色粉末A。冷卻后稱量，A的質(zhì)量為72 g，A的化學(xué)式為________。向A中加入適量的稀硫酸，得到藍(lán)色溶液，同時(shí)觀察到容器中還有紅色固體存在，則反應(yīng)的離子方程式為___________________。

　　(3)為解決問題③，設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示(夾持及尾氣處理裝置未畫出)：實(shí)驗(yàn)中觀察到CuO變?yōu)榧t色物質(zhì)。查資料可知，同時(shí)生成一種無污染的氣體，該氣體的化學(xué)式為

　　__________________________________________________。

　　實(shí)驗(yàn)結(jié)論：

　　(4)Cu(OH)2具有兩性。證明Cu(OH)2具有兩性的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是_____________________。

　　(5)根據(jù)實(shí)驗(yàn)方案(2)，得出的Cu+和Cu2+穩(wěn)定性大小的結(jié)論：高溫時(shí)________;在酸性溶液中________。

　　(6)CuO能被NH3還原。

　　問題討論：

　　有同學(xué)認(rèn)為NH3與CuO反應(yīng)后生成的紅色物質(zhì)是Cu，也有同學(xué)認(rèn)為NH3與CuO反應(yīng)后生成的紅色物質(zhì)是Cu和A的混合物。請你設(shè)計(jì)一個(gè)簡單的實(shí)驗(yàn)方案驗(yàn)證NH3與CuO反應(yīng)后生成的紅色物質(zhì)中是否含有A：__________________________________________________。

　　解析(1)要探究Cu(OH)2是否具有兩性，則需用NaOH與CuSO4反應(yīng)生成Cu(OH)2，若Cu(OH)2能溶解在NaOH溶液中，說明Cu(OH)2具有酸性;若Cu(OH)2能溶解在稀硫酸(或稀鹽酸)中，說明Cu(OH)2具有堿性，所以需要的試劑為NaOH溶液和稀H2SO4溶液(或稀鹽酸)。

　　(2)98 g Cu(OH)2加熱到80～100℃時(shí)發(fā)生分解反應(yīng)生成80 g黑色的CuO，繼續(xù)加熱到1 000℃，80 g CuO變?yōu)?2 g A，所以減少的8 g為氧元素的質(zhì)量，所以72 g A中n(Cu)∶n(O)==21，所以A的化學(xué)式為Cu2O。Cu2O在稀H2SO4溶液中發(fā)生反應(yīng)生成Cu、Cu2+Cu2O+2H+===Cu+Cu2++H2O。

　　(3)CuO與NH3在加熱條件下發(fā)生反應(yīng)生成Cu、N2、H2O，所以無污染的氣體為N2。

　　(4)Cu(OH)2既能溶解在稀H2SO4溶液(或稀鹽酸)中，也能溶解在NaOH溶液中，證明Cu(OH)2具有兩性。

　　(5)高溫時(shí)，CuO能轉(zhuǎn)化為Cu2O，說明高溫時(shí)Cu2O比CuO穩(wěn)定，則Cu+比Cu2+穩(wěn)定。在酸性溶液中，Cu2O能轉(zhuǎn)化為Cu2+，說明Cu2+比Cu+穩(wěn)定。

　　(6)根據(jù)(2)中所述A與稀H2SO4溶液反應(yīng)的相關(guān)現(xiàn)象，則可設(shè)計(jì)出檢驗(yàn)A的實(shí)驗(yàn)方案。

　　答案(1)稀H2SO4溶液(或稀鹽酸)、NaOH溶液

　　(2)Cu2O　Cu2O+2H+===Cu+Cu2++H2O　(3)N2

　　(4)Cu(OH)2既能溶于稀H2SO4溶液(或稀鹽酸)，又能溶于NaOH溶液　(5)Cu+比Cu2+穩(wěn)定　Cu2+比Cu+穩(wěn)定　(6)取NH3與CuO反應(yīng)后生成的紅色物質(zhì)少許，加入稀H2SO4溶液中，若溶液變?yōu)樗{(lán)色，說明紅色物質(zhì)中含有A，反之則無A

　　11.Fe、Cu都是人類最早使用的金屬。某�；瘜W(xué)研究性學(xué)習(xí)小組的同學(xué)運(yùn)用實(shí)驗(yàn)手段研究Fe、Cu的相關(guān)性質(zhì)，請你參與研究并完成下列各題：

　　(1)甲同學(xué)取一束細(xì)銅絲用砂紙打磨后放在酒精燈上加熱至紅熱，然后迅速伸入盛Cl2的集氣瓶中。你認(rèn)為甲同學(xué)在實(shí)驗(yàn)中應(yīng)該觀察到的現(xiàn)象是__________________________________________________________________________________________________________________________________________。

　　(2)乙同學(xué)為探究Fe在冷濃硝酸和熱濃硝酸中的反應(yīng)情況，設(shè)計(jì)了如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置：

　�、僖彝瑢W(xué)發(fā)現(xiàn)裝置1中Fe未溶解，其原因是________________________________________________________________________;

　�、谘b置2生成的氣體(假定為NO2和NO混合氣體)全部通入100 mL 4 mol·L-1 NaOH溶液，恰好被完全吸收，反應(yīng)為：NO+NO2+2NaOH===2NaNO2+H2O　2NO2+2NaOH===NaNO2+NaNO3+H2O

　　若生成NaNO3和NaNO2物質(zhì)的量之比為1∶3，則混合氣體中NO2和NO的體積比為________。

　　(3)丙同學(xué)在Fe和濃硝酸反應(yīng)后的溶液中加入一塊Cu片，Cu片先逐漸溶解，反應(yīng)一段時(shí)間后不再溶解。

　�、俦�同學(xué)依據(jù)反應(yīng)現(xiàn)象得出Cu片溶解的原因是和HNO3發(fā)生反應(yīng)。他依據(jù)的反應(yīng)現(xiàn)象是_______________________________________________

　　________________________________________________________________________。

　�、诙⊥瑢W(xué)認(rèn)為丙同學(xué)的結(jié)論不完全正確，他的理由是

　　________________________________________________________________________。

　　(4)請你設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明(3)反應(yīng)后的溶液中只含F(xiàn)e2+而不含F(xiàn)e3+。說明具體實(shí)驗(yàn)操作和實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：________________________________________________

　　________________________________________________________________________。

　　解析　(1)Cu在Cl2中燃燒的現(xiàn)象是生成棕色的煙。

　　(2)①鐵、鋁在常溫下遇到濃硫酸、濃硝酸會發(fā)生鈍化;②從化學(xué)方程式可以看出：

　　2NO2+2NaOH===NaNO2+NaNO3+H2O

　　2　　　　　　　　　1　　　　1

　　NO+NO2+2NaOH===2NaNO2+H2O

　　1　　1　　　　　　　　　2

　　混合氣體中NO2和NO的體積比為3∶1。

　　(3)①若試管內(nèi)出現(xiàn)紅棕色氣體或銅片表面有氣泡生成就可以證明Cu片溶解的原因是和HNO3發(fā)生反應(yīng);

　�、贔e和硝酸反應(yīng)后的溶液中有HNO3，也一定有Fe3+，而Fe3+也能和Cu反應(yīng)，使Cu片溶解，所以丁同學(xué)認(rèn)為丙同學(xué)的結(jié)論不完全正確。

　　(4)檢驗(yàn)Fe2+、Fe3+是�？嫉闹�識點(diǎn)。檢驗(yàn)時(shí)可以取少許該溶液滴加幾滴KSCN溶液，不出現(xiàn)血紅色，再滴加適量新制氯水;出現(xiàn)血紅色，證明溶液中只含F(xiàn)e2+而不含F(xiàn)e3+。

　　答案　(1)Cu在Cl2中燃燒生成棕色的煙

　　(2)①Fe在冷濃硝酸中發(fā)生鈍化�、�3∶1

　　(3)①試管內(nèi)出現(xiàn)紅棕色氣體或銅片表面有氣泡生成

　　②Fe和濃硝酸反應(yīng)后的溶液中有HNO3，也一定有Fe3+，而Fe3+也能和Cu反應(yīng)，使Cu片溶解

　　(4)取少許該溶液滴加幾滴KSCN溶液，不出現(xiàn)血紅色，再滴適量新制氯水，出現(xiàn)血紅色(答案合理即可)