小明探究鋁條在氯化銅溶液中發(fā)生置換反應的實驗,將生成的無色溶液(以下簡稱:待測溶液)倒入有水的廢液缸中,發(fā)現(xiàn)有白色沉淀析出的“異?,F(xiàn)象”。請根據(jù)要求回答有關(guān)問題:
【發(fā)現(xiàn)問題】取一滴待測溶液,滴入盛有水的試管中,產(chǎn)生大量白色沉淀。
【提出問題】待測溶液滴入水中為什么有白色沉淀產(chǎn)生?白色沉淀是什么物質(zhì)?
【查閱資料】
(1)AlCl3是無色透明晶體,易溶于水,少量AlCl3可與水反應生成難溶于水的Al(OH)3白色沉淀;
(2)CuCl是不溶于水的白色固體,易溶于一定濃度的KCl、NaCl等含Cl-的溶液中。
【提出猜想】
猜想I:白色沉淀是Al(OH)3;猜想Ⅱ:白色沉淀是CuCl;猜想Ⅲ:白色沉淀是Al(OH)3和CuCl的混合物。
【實驗探究】
序號 |
實驗操作 |
實驗現(xiàn)象 |
實驗結(jié)論 |
① |
取一滴待測溶液,將其注入盛有一定濃度的NaCl溶液的試管中 |
無明顯實驗現(xiàn)象 |
猜想 Ⅱ Ⅱ 正確 |
② |
取約2mL待測溶液于試管中,向溶液中插入足量潔凈的Al條,充分反應 |
有紅色固體析出 |
③ |
取一滴實驗②后的溶液,將其滴入盛有水的試管中 |
無明顯實驗現(xiàn)象 |
【結(jié)論與反思】
(1)上述實驗表明,Al和CuCl
2反應是分步進行的。第一步反應生成CuCl和AlCl
3,第二步CuCl繼續(xù)和Al反應生成Cu和AlCl
3。請分別寫出上述兩步反應的化學方程式。
第一步:
Al+3CuCl2=3CuCl+AlCl3
Al+3CuCl2=3CuCl+AlCl3
。
第二步:
Al+3CuCl=3Cu+AlCl3
Al+3CuCl=3Cu+AlCl3
。
(2)待測溶液中含有大量CuCl,為什么它沒有以白色沉淀的形式存在?請說明原因:
CuCl易溶于一定濃度的KCl、NaCl等含Cl-的溶液中,鋁和氯化銅反應生成氯化鋁,是含有一定濃度Cl-的溶液,因此CuCl沒有以白色沉淀的形式存在
CuCl易溶于一定濃度的KCl、NaCl等含Cl-的溶液中,鋁和氯化銅反應生成氯化鋁,是含有一定濃度Cl-的溶液,因此CuCl沒有以白色沉淀的形式存在
。
(3)設計實驗③的目的是
證明沉淀中不含氫氧化鋁
證明沉淀中不含氫氧化鋁
。
【啟示與拓展】
通過對Al和CuCl
2反應的實驗探究使我們認識到,有些化學反應可能不是簡單的、一步完成的置換反應,還需通過比較和分析,才能得到可靠的結(jié)論。請根據(jù)你所學知識,任舉一例反應可能分步進行的實例:
鹽酸滴入碳酸鈉溶液中先生成碳酸氫鈉,開始無氣泡,然后碳酸氫鈉與鹽酸反應生成氯化鈉、水和二氧化碳
鹽酸滴入碳酸鈉溶液中先生成碳酸氫鈉,開始無氣泡,然后碳酸氫鈉與鹽酸反應生成氯化鈉、水和二氧化碳
。(用文字說明)