(1)对比实验(以碳棒为电极电解下列溶液)
电解质溶液 阴极析出物质 实验1 CuSO4溶液 红色固体 实验2 CuSO4和NaCl的混合溶液 红色固体和少量白色固体 (2)提出假设
①红色物质一定有铜，还可能有Cu2O;
②白色物质为铜的化合物，其化学式可能为________。
(3)实验验证
取电解CuCl2溶液后的阴极碳棒，洗涤、干燥。连接下列装置进行实验，验证阴极产物。
仪器a的名称为________，各装置从左至右的连接顺序为________。
(4)观察现象，得出结论
实验结束后，碳棒上的白色物质变为红色，F中物质不变色，D中出现白色沉淀。
根据现象写出装置B中发生反应的化学方程式：
________________________________________________________________________。
(5)问题讨论
①欲洗去碳棒上的红色和白色物质，可将碳棒插入稀硝酸中，则红色物质消失的离子方程式为______________________;白色物质消失的离子方程式为_______________________________________。
②实验过程中，若装置B中的空气没有排净就开始加热，可能对实验造成的影响是________________。
解析 (2)对比(1)中实验1和实验2，实验1中没有白色固体物质生成;该白色物质为铜的化合物，而铜的化合物多为黑色、红色，再结合实验2的电解质溶液增加了NaCl，故该白色固体只能是CuCl(氯化亚铜)。(3)漏斗种类较多，包括普通漏斗、分液漏斗、长颈漏斗，解题时要注意区分。用装置A制备氢气，但用稀盐酸制备的氢气中含有HCl和水蒸气两种杂质，前者可用碱液除去(E装置)，后者用浓硫酸除去(C装置)，但干燥装置应该放后，故装置的连接顺序是A→E→C→B;如果红色物质含有Cu2O，则装置B中会有水生成，可以用装置F中的无水硫酸铜检验，装置D中的AgNO3溶液用于检验Cl-。(4)无水硫酸铜不变色，说明没有Cu2O，AgNO3溶液中出现白色沉淀，说明生成物中含有HCl，故装置B中的反应为CuCl被氢气还原，生成Cu和HCl。(5)①由(4)可知红色物质为Cu，故红色物质消失的反应是铜与稀硝酸反应生成NO;白色物质消失的反应是CuCl被稀硝酸氧化为+2价铜的反应，硝酸被还原为NO。②可燃性气体受热前必须排除装置中的空气，防止发生爆炸;上述装置B中若有空气，则其中的水蒸气会使后续检验水的装置F中的物质出现变色，从而干扰Cu2O是否存在的判断。
答案(2)②CuCl
(3)分液漏斗 AECBFD(若多选装置，只要合理均可给分)
(4)2CuCl+H22Cu+2HCl
(5)①3Cu+8H++2NO===3Cu2++2NO↑+4H2O
3CuCl+4H++NO===3Cu2++3Cl-+NO↑+2H2O
②氢气和氧气混合加热可能发生爆炸;空气中的水蒸气会干扰Cu2O是否存在的判断
.某校化学研究性学习小组在学习了金属的知识后，探究Cu的常见化合物的性质。过程如下：
提出问题：
①在周期表中，Cu、Al位置接近，Cu不如Al活泼，Al(OH)3具有两性，Cu(OH)2也具有两性吗?
②通常情况下，Fe2+的稳定性小于Fe3+的，Cu+的稳定性也小于Cu2+的吗?
③CuO有氧化性，能被H2、CO等还原，也能被NH3还原吗?
实验方案：
(1)解决问题①需用到的药品有CuSO4溶液、________(填试剂名称)，同时进行相关实验。
(2)解决问题②的实验步骤和现象如下：取98 g Cu(OH)2固体，加热至80～100℃时，得到 80 g黑色固体粉末，继续加热到1 000℃以上，黑色粉末全部变成红色粉末A。冷却后称量，A的质量为72 g，A的化学式为________。向A中加入适量的稀硫酸，得到蓝色溶液，同时观察到容器中还有红色固体存在，则反应的离子方程式为___________________。
(3)为解决问题③，设计的实验装置如图所示(夹持及尾气处理装置未画出)：实验中观察到CuO变为红色物质。查资料可知，同时生成一种无污染的气体，该气体的化学式为
__________________________________________________。
实验结论：
(4)Cu(OH)2具有两性。证明Cu(OH)2具有两性的实验现象是_____________________。
(5)根据实验方案(2)，得出的Cu+和Cu2+稳定性大小的结论：高温时________;在酸性溶液中________。
(6)CuO能被NH3还原。
问题讨论：
有同学认为NH3与CuO反应后生成的红色物质是Cu，也有同学认为NH3与CuO反应后生成的红色物质是Cu和A的混合物。请你设计一个简单的实验方案验证NH3与CuO反应后生成的红色物质中是否含有A：__________________________________________________。
解析(1)要探究Cu(OH)2是否具有两性，则需用NaOH与CuSO4反应生成Cu(OH)2，若Cu(OH)2能溶解在NaOH溶液中，说明Cu(OH)2具有酸性;若Cu(OH)2能溶解在稀硫酸(或稀盐酸)中，说明Cu(OH)2具有碱性，所以需要的试剂为NaOH溶液和稀H2SO4溶液(或稀盐酸)。
(2)98 g Cu(OH)2加热到80～100℃时发生分解反应生成80 g黑色的CuO，继续加热到1 000℃，80 g CuO变为72 g A，所以减少的8 g为氧元素的质量，所以72 g A中n(Cu)∶n(O)==21，所以A的化学式为Cu2O。Cu2O在稀H2SO4溶液中发生反应生成Cu、Cu2+Cu2O+2H+===Cu+Cu2++H2O。
(3)CuO与NH3在加热条件下发生反应生成Cu、N2、H2O，所以无污染的气体为N2。
(4)Cu(OH)2既能溶解在稀H2SO4溶液(或稀盐酸)中，也能溶解在NaOH溶液中，证明Cu(OH)2具有两性。
(5)高温时，CuO能转化为Cu2O，说明高温时Cu2O比CuO稳定，则Cu+比Cu2+稳定。在酸性溶液中，Cu2O能转化为Cu2+，说明Cu2+比Cu+稳定。
(6)根据(2)中所述A与稀H2SO4溶液反应的相关现象，则可设计出检验A的实验方案。
答案(1)稀H2SO4溶液(或稀盐酸)、NaOH溶液
(2)Cu2O Cu2O+2H+===Cu+Cu2++H2O (3)N2
(4)Cu(OH)2既能溶于稀H2SO4溶液(或稀盐酸)，又能溶于NaOH溶液 (5)Cu+比Cu2+稳定 Cu2+比Cu+稳定 (6)取NH3与CuO反应后生成的红色物质少许，加入稀H2SO4溶液中，若溶液变为蓝色，说明红色物质中含有A，反之则无A
11.Fe、Cu都是人类最早使用的金属。某校化学研究性学习小组的同学运用实验手段研究Fe、Cu的相关性质，请你参与研究并完成下列各题：
(1)甲同学取一束细铜丝用砂纸打磨后放在酒精灯上加热至红热，然后迅速伸入盛Cl2的集气瓶中。你认为甲同学在实验中应该观察到的现象是__________________________________________________________________________________________________________________________________________。
(2)乙同学为探究Fe在冷浓硝酸和热浓硝酸中的反应情况，设计了如图所示的实验装置：
①乙同学发现装置1中Fe未溶解，其原因是________________________________________________________________________;
②装置2生成的气体(假定为NO2和NO混合气体)全部通入100 mL 4 mol·L-1 NaOH溶液，恰好被完全吸收，反应为：NO+NO2+2NaOH===2NaNO2+H2O 2NO2+2NaOH===NaNO2+NaNO3+H2O
若生成NaNO3和NaNO2物质的量之比为1∶3，则混合气体中NO2和NO的体积比为________。
(3)丙同学在Fe和浓硝酸反应后的溶液中加入一块Cu片，Cu片先逐渐溶解，反应一段时间后不再溶解。
①丙同学依据反应现象得出Cu片溶解的原因是和HNO3发生反应。他依据的反应现象是_______________________________________________
________________________________________________________________________。
②丁同学认为丙同学的结论不完全正确，他的理由是
________________________________________________________________________。
(4)请你设计实验证明(3)反应后的溶液中只含Fe2+而不含Fe3+。说明具体实验操作和实验现象：________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析 (1)Cu在Cl2中燃烧的现象是生成棕色的烟。
(2)①铁、铝在常温下遇到浓硫酸、浓硝酸会发生钝化;②从化学方程式可以看出：
2NO2+2NaOH===NaNO2+NaNO3+H2O
2 1 1
NO+NO2+2NaOH===2NaNO2+H2O
1 1 2
混合气体中NO2和NO的体积比为3∶1。
(3)①若试管内出现红棕色气体或铜片表面有气泡生成就可以证明Cu片溶解的原因是和HNO3发生反应;
②Fe和硝酸反应后的溶液中有HNO3，也一定有Fe3+，而Fe3+也能和Cu反应，使Cu片溶解，所以丁同学认为丙同学的结论不完全正确。
(4)检验Fe2+、Fe3+是常考的知识点。检验时可以取少许该溶液滴加几滴KSCN溶液，不出现血红色，再滴加适量新制氯水;出现血红色，证明溶液中只含Fe2+而不含Fe3+。
答案 (1)Cu在Cl2中燃烧生成棕色的烟
(2)①Fe在冷浓硝酸中发生钝化 ②3∶1
(3)①试管内出现红棕色气体或铜片表面有气泡生成
②Fe和浓硝酸反应后的溶液中有HNO3，也一定有Fe3+，而Fe3+也能和Cu反应，使Cu片溶解
(4)取少许该溶液滴加几滴KSCN溶液，不出现血红色，再滴适量新制氯水，出现血红色(答案合理即可)
