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某小组根据SO2既有还原性又有氧化性,探究其能否实现Cu2+→Cu或Cu→Cu2+的转化。
已知:ⅰ.水合Cu+既易被氧化也易被还原,因此水溶液中无法生成水合Cu+
ⅱ.CuCl为白色固体,难溶于水,可溶于c(Cl-)较大的溶液生成[CuCl3]2-,也可溶于氨水生成[Cu(NH32]+(无色)。
Ⅰ.SO2与Cu2+的反应
向试管中通入足量SO2(尾气处理装置已略),记录如下。
装置 编号 试剂 实验现象
a 1mol⋅L-1CuSO4溶液 始终无明显变化
b 1mol⋅L-1CuCl2溶液 溶液变绿,进而变棕黄色,一段时间后出现白色沉淀
(1)基态29Cu+的价层电子排布式为
3d10
3d10

(2)将b所得沉淀过滤,充分洗涤,进行下列实验,证实该沉淀为CuCl。
①证明白色沉淀中有Cu+,推理过程是
深蓝色溶液中含[Cu(NH34]2+是无色溶液中的[Cu(NH32]2+被O2氧化的产物,说明浓氨水溶解出了白色沉淀中的Cu+
深蓝色溶液中含[Cu(NH34]2+是无色溶液中的[Cu(NH32]2+被O2氧化的产物,说明浓氨水溶解出了白色沉淀中的Cu+

②ⅲ排除了干扰Cl-检验的因素。写出ⅲ中反应的离子方程式:
NH3•H2O+H+=
NH
+
4
+H2O
NH3•H2O+H+=
NH
+
4
+H2O
;[Cu(NH34]2++4H+═Cu2++4
NH
+
4

(3)进一步证实b中SO2作还原剂,补全实验方案和预期现象:取b中反应后的上层清液于试管中,
滴加BaCl2溶液,出现白色沉淀
滴加BaCl2溶液,出现白色沉淀

(4)由实验Ⅰ可推知,该条件下:①a中SO2不能将Cu2+还原为Cu+或Cu;
②SO2、CuCl、Cu的还原性由强到弱的顺序为
Cu>SO2>CuCl
Cu>SO2>CuCl

综上所述,改变还原产物的价态或形态可以影响氧化还原反应能否发生。
Ⅱ.SO2与Cu的反应
向试管中通入足量SO2(尾气处理装置已略),记录如下
装置 编号 试剂 实验现象
c 3mol⋅L-1稀硫酸 始终无明显变化
d 3mol⋅L-1稀盐酸 铜片表面变黑,溶液变为棕色
(5)证明d所得棕色溶液含有[CuCl3]2-:用滴管吸取少量棕色溶液,滴入蒸馏水中,出现白色沉淀。用平衡移动原理解释产生该现象的原因:
棕色溶液滴入蒸馏水后离子浓度减小,使CuCl(s)+2Cl-(aq)⇌[CuCl3]2-(aq),Q>K,反应逆向移动,析出CuCl 沉淀
棕色溶液滴入蒸馏水后离子浓度减小,使CuCl(s)+2Cl-(aq)⇌[CuCl3]2-(aq),Q>K,反应逆向移动,析出CuCl 沉淀

(6)经进一步检验,铜表面黑色物质为Cu2S。补全d中反应的离子方程式:
6
6
Cu+
1
1
SO2+
12
12
Cl-+
4H+
4H+
1
1
Cu2S+
4
4
[CuCl3]2-+
2H2O
2H2O

(7)与c对比,d能发生反应的原因是
Cl-与Cu+结合成[CuCl3]2-,其氧化性弱于SO2,使Cu 能够被SO2氧化
Cl-与Cu+结合成[CuCl3]2-,其氧化性弱于SO2,使Cu 能够被SO2氧化

【答案】3d10;深蓝色溶液中含[Cu(NH34]2+是无色溶液中的[Cu(NH32]2+被O2氧化的产物,说明浓氨水溶解出了白色沉淀中的Cu+;NH3•H2O+H+=
NH
+
4
+H2O;滴加BaCl2溶液,出现白色沉淀;Cu>SO2>CuCl;棕色溶液滴入蒸馏水后离子浓度减小,使CuCl(s)+2Cl-(aq)⇌[CuCl3]2-(aq),Q>K,反应逆向移动,析出CuCl 沉淀;6;1;12;4H+;1;4;2H2O;Cl-与Cu+结合成[CuCl3]2-,其氧化性弱于SO2,使Cu 能够被SO2氧化
【解答】
【点评】
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发布:2024/4/20 14:35:0组卷:78引用:2难度:0.6
相似题
  • 1.如图是在实验室进行二氧化硫制备与性质实验的组合装置,部分固定装置未画出。
    (1)在组装好装置后,若要检验A~D装置的气密性,其操作是首先
     
    ,然后往D中装入水,然后微热A,观察到D中有气泡冒出,移开酒精灯或松开双手,D中导管有水柱形成且高度保持不变,说明装置气密性良好。
    (2)装置D中盛放NaOH溶液的作用是
     

    (3)关闭弹簧夹1后,打开弹簧夹2,残余气体进入E、F、G中,能说明I-还原性弱于SO2的现象为
     
    ;发生反应的离子方程式是
     

    (4)为了验证E中SO2与FeCl3发生了氧化还原反应,设计了如下实验:取E中的溶液,往溶液中加入用稀硝酸酸化的BaCl2溶液,产生白色沉淀,说明SO2与FeCl3发生了氧化还原反应。上述方案是否合理?
     
    (填“合理”或“不合理”),原因是
     

    (5)实验过程中G中含酚酞的NaOH溶液逐渐褪色,此实验证明SO2具有漂白性还是其溶于水显酸性?请设计实验验证:
     

    发布:2024/12/30 14:0:1组卷:27引用:2难度:0.5
  • 2.某同学为探究元素周期表中元素性质的递变规律,设计了如下系列实验。
    Ⅰ.(1)将钠、钾、镁、铝各1mol分别投入到足量的同浓度的盐酸中,试预测实验结果:
     
    与盐酸反应最剧烈,
     
    与盐酸反应产生的气体最多。(填元素符号)
    (2)向Na2S溶液中通入氯气出现黄色浑浊,可证明Cl的非金属性比S强,反应的离子方程式为:
     

    Ⅱ.利用如图装置可验证同主族元素非金属性的变化规律
    (1)仪器A的名称为
     

    (2)实验室中现有药品:①稀盐酸 ②稀硝酸 ③Na2SiO3溶液 ④Na2CO3固体,请选择合适药品设计实验验证 N、C、Si的非金属性的变化规律;装置A、B中所装药品分别为
     
     
    。(填序号)但有同学认为该装置有缺陷,如何改进?
     

    发布:2024/12/30 14:30:1组卷:19引用:2难度:0.5
  • 3.某化学兴趣小组为探究铜跟浓硫酸的反应,用图装置进行有关实验.请回答下列问题:
    (1)装置A中发生的化学反应的化学方程式为
     

    (2)装置B 的作用是贮存多余的气体,B中广口瓶内应盛放的液体是
     
    (填序号)
    ①水   ②酸性KMnO4  ③Na2CO3溶液      ④饱和的NaHSO3溶液
    (3)装置C和D 中产生的现象相同,但原因却不同.用离子方程式和必要的文字解释C中溶液褪色的原因
    (4)装置D中试管口塞一团棉花,棉花中应浸有一种液体,这种液体是
     

    (5)实验完毕,待A中烧瓶内液体冷却后,过滤,向滤液中加入少量的蒸馏水稀释,溶液为蓝色.为了证明蓝色只与Cu2+有关,而与其它离子无关,某同学设计了下列实验,其中对实验目的没有意义的是
     
    (填序号)
    ①观察稀H2SO4 溶液呈无色  ②观察CuSO4 粉末呈白色  ③稀释CuSO4溶液,溶液蓝色变浅  ④往CuSO4溶液中加入足量NaOH溶液,生成蓝色沉淀,过滤,滤液呈无色⑤往CuSO4溶液中加入足量BaCl2的溶液,生成白色沉淀,过滤,滤液仍显蓝色

    发布:2024/12/30 14:30:1组卷:13引用:2难度:0.7
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