Question

【題目】某同學研究金屬鋅與氯化銅溶液之間反應，在實驗中該同學觀察到的現象有：

i.產生少量氣泡；ii.有紅色固體生成；iii.溶液中產生白色沉淀。

為了解釋上述現象，某同學查閱資料，獲得如下信息：

編號	化學反應離子方程式
1	Zn+Cu2+Zn2++Cu
2	Zn+2Cu2+Zn2++2Cu+
3	Cu++2Cl-CuCl
4	Cu++Cl-CuCl↓

（1）請結合離子方程式解釋產生少量氣泡的原因：___。

（2）Zn與CuCl2反應生成白色沉淀的離子方程式是___。

（3）為了探究影響生成白色沉淀的因素，該同學進一步實驗。取不同濃度CuCl2溶液，加入鋅并振蕩，均立刻產生少量氣泡和紅色固體，其他實驗現象如下。

	編號	濃度(rnol/L)	試劑（鋅均過量）	實驗現象
	a	0.5	鋅片	立刻出現少量白色沉淀
	b	1	鋅片	立刻出現白色沉淀
	1	鋅粉	立刻出現大量白色沉淀
	d	1	鋅片、適量NaCl固體	少量白色沉淀，振蕩迅速溶解

①對比實驗a、b，實驗結論是___。

②某同學從化學平衡的角度分析，d中白色沉淀溶解可能的原因是___（用離子方程式表示）。為證明該同學分析的原因正確，向b試管中加入適量___，振蕩，觀察到___，證明該同學分析的原因正確。

（4）利用沉淀法除去雜質在實際生產中應用廣泛。

①在工業中冶煉鋅，為了除去ZnSO4電解液溶液中的C1-，可加入___和___，生成沉淀而除去。

②通過進一步查閱資料得知：CuCl的形成與溶液的pH及Cu2+等離子濃度有關，一定條件下，通過實驗得出pH、Cu2+濃度對Cl-沉淀的影響如圖所示：

根據圖，除去該電解液中Cl-的最佳條件是___。

Answer 1

【答案】銅離子水解呈酸性，Cu2++2H2OCu(OH)2+2H+，鋅與水解產生的氫離子反應，產生氣泡； Zn+2Cu2++2Cl-= Zn2++2CuCl↓ 當鋅的形狀相同時，氯化銅濃度越高，生成沉淀的反應速率越快 Cu++2Cl-CuCl 鋅粉 沉淀溶解 鋅單質 銅離子 pH=1.5，銅離子濃度為3g/L

【解析】

(1)氯化銅是強酸弱堿鹽，銅離子水解呈酸性，鋅與氫離子反應產生氣泡，故本題答案為：銅離子水解呈酸性，Cu2++2H2OCu(OH)2+2H+，鋅與水解產生的氫離子反應，產生氣泡；

(2)Zn與CuCl2反應生成ZnCl2和CuCl，離子方程式為：Zn+2Cu2++2Cl-= Zn2++2CuCl↓，故本題答案為：Zn+2Cu2++2Cl-= Zn2++2CuCl↓；

(3)①對比實驗a、b，鋅片相同時，氯化銅濃度增加，生成沉淀的反應速率加快，故實驗結論是：當鋅的形狀相同時，氯化銅濃度越高，生成沉淀的反應速率越快；

②d中白色沉淀溶解可能是加入氯化鈉后，增加了氯離子濃度，促進反應Cu++2Cl-CuCl正向進行，為證明該同學分析的原因正確，可向b試管中加入適量鋅粉，振蕩，觀察到沉淀溶解，證明該同學分析的原因正確，故本題答案為：Cu++2Cl-CuCl；鋅粉；沉淀溶解；

(4)①在工業中冶煉鋅，為了除去ZnSO4電解液溶液中的C1-，可加入鋅單質和銅離子，發生Zn+2Cu2+Zn2++2Cu+，再發生Cu++Cl-CuCl↓，生成沉淀而除去，故本題答案為：鋅單質；銅離子；

②由圖可知，當pH等于1.5，銅離子濃度為3g/L時，氯離子去除率均較高，故本題答案為：pH=1.5，銅離子濃度為3g/L。