Question

【題目】某小組在驗證反應“2Fe3+ + Cu =2Fe2+ + Cu2+”的實驗中觀察到溶液顏色由棕黃色變為淺綠色，且產生灰白色沉淀。發現和探究過程如下。

	實驗過程	實驗現象
實驗1		充分振蕩，棕黃色溶液逐漸變淺，最后呈淺綠色，有灰白色固體產生

實驗1中所得溶液的顏色比預期的淺，針對其原因進行探究。

（1）甲認為：實驗后，溶液中c (Cu2+)應為0.5 mol/L。“溶液顏色淺”是c (Cu2+)低于0.5 mol/L造成的。 配制含0.5 mol/L CuCl2和____________mol/L FeCl2混合溶液，觀察溶液的顏色。該溶液為藍綠色，明顯比實驗所得溶液顏色深，說明_________________________。

（2）甲進一步研究認為，“溶液顏色淺”與產生了灰白色固體有關。

甲查閱資料如下，猜想灰白色固體可能含有CuCl。

資料：CuCl是白色固體，不溶于水、硫酸，可溶于氨水。

為探究灰白色固體成分，設計實驗方案如下：

方案1	用蒸餾水將實驗1中的灰白色固體混合物洗凈，取少量，加入過量稀硝酸，如果有白色固體剩余，則證明有CuCl
方案2	用蒸餾水將實驗1中的灰白色固體混合物洗凈，取少量，加入濃氨水浸泡，過濾，向濾液中加入稀硫酸

a.按方案1進行實驗2：

b.加入稀硝酸的目的是___________，反應的離子方程式是____________________________________。

c.乙認為該方案不嚴謹，理由是：CuCl具有還原性，被硝酸氧化后的生成物能溶于稀硝酸。

d.按方案2進行實驗3：

e.加入稀硫酸時，產生的實驗現象是____________，說明灰白色固體中含有CuCl。

（3）綜合上述實驗，說明實驗1所得溶液的顏色比預期淺的原因是_____________________________。

Answer 1

【答案】1 溶液顏色比預期的淺，是c (Cu2+)低于0.5 mol/L造成的 除去未反應的銅 3Cu+8H+＋2NO === 3Cu2+＋2NO↑＋4H2O 產生白色沉淀 在Cl－和足量Cu存在時，由于生成了CuCl，從而使溶液中c (Cu2+)低于0.5 mol/L

【解析】

（1）5ml1 mol/L FeCl3溶液與足量Cu反應，理論上得到0.5 mol/L CuCl2和1 mol/LFeCl2混合溶液，CuCl2與過量的銅反應生成了CuCl，從而使溶液中c (Cu2+)低于0.5 mol/L；

（2）由于CuCl具有還原性，被硝酸氧化后的生成物能溶于稀硝酸沒有白色固體剩余，檢驗白色固體為CuCl，應將洗凈的灰白色固體混合物加入濃氨水浸泡，過濾，向濾液中加入稀硫酸，觀察是否有白色沉淀生成；

（3）由實驗可知，反應中生成的CuCl2與過量的銅反應生成了CuCl，從而使溶液中c (Cu2+)低于0.5 mol/L，CuCl的生成與Cl－和Cu的存在有關。

（1）由方程式可知，5ml1 mol/L FeCl3溶液與足量Cu反應，理論上得到0.5 mol/L CuCl2和1 mol/LFeCl2混合溶液，實驗中溶液顏色淺可能是CuCl2發生反應生成CuCl導致c (Cu2+)低于0.5 mol/L，為確認c (Cu2+)低于0.5 mol/L，應該配制含0.5 mol/L CuCl2和1 mol/LFeCl2混合溶液，與實驗所得混合液進行顏色對比，若溶液顏色淺，說明溶液中c (Cu2+)低于0.5 mol/L，故答案為：1；溶液顏色比預期的淺，是c (Cu2+)低于0.5 mol/L造成的；

（2）方案1向洗凈的灰白色固體混合物加入稀硝酸，過量的銅溶于稀硝酸生成硝酸銅、一氧化氮和水，剩余固體為白色CuCl固體；方案2將洗凈的灰白色固體混合物加入濃氨水浸泡，CuCl與濃氨水反應溶解，剩余固體為過量的銅；由于CuCl具有還原性，被硝酸氧化后的生成物能溶于稀硝酸沒有白色固體剩余，所以為驗證白色固體為CuCl，應向濾液中加入稀硫酸，重新生成白色CuCl固體，說明灰白色固體中含有CuCl，故答案為：除去未反應的銅；3Cu+8H+＋2NO =3Cu2+＋2NO↑＋4H2O；產生白色沉淀；

（3）由以上實驗可知，反應中生成CuCl的原因是CuCl2與過量的銅反應生成了CuCl，從而使溶液中c (Cu2+)低于0.5 mol/L，實驗1所得溶液的顏色比預期淺，故答案為：在Cl－和足量Cu存在時，由于生成了CuCl，從而使溶液中c (Cu2+)低于0.5 mol/L。