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  • 某研究小组为探究\(\rm{Cu}\)的化学性质及溶液环境对反应的影响,设计并完成了下列实验。

       Ⅰ\(\rm{.}\)探究\(\rm{Cu}\)的化学性质

    实验

    试剂\(\rm{1}\)

    试剂\(\rm{2}\)

    操作及现象

    \(\rm{①}\)

     

     

    铜丝

    氯气

    将加热后的铜丝伸入盛有氯气的集气瓶中,产生棕黄色的烟

    \(\rm{②}\)

    稀硝酸

    产生无色气体,遇空气变为红棕色

    \(\rm{③}\)

    \(\rm{0.1mol/LKMnO_{4}}\)溶液

    加热后,铜丝表面有黑色物质,溶液颜色无明显变化

    \(\rm{(1)}\)根据化合价分析,在化学反应中铜主要体现出的化学性质是_______。

    \(\rm{(2)}\)写出铜与稀硝酸反应的离子方程式_______。

    \(\rm{(3)}\)向实验\(\rm{①}\)的集气瓶中加水,随着水量的增加,溶液由黄色变为绿色,最后变为蓝色。

    【查阅资料】\(\rm{ⅰ.}\)黄色与蓝色混合呈现绿色。

    \(\rm{ⅱ.}\)溶液中存在如下平衡: \(\rm{[Cu(H_{2}O)_{4}]^{2+}+ 4Cl^{-}⇌ [CuCl_{4}]^{2-}+ 4H_{2}O}\)利用化学用语和文字解释溶液颜色变化的原因:_______。
                                                   蓝色                                             黄色

    \(\rm{(4)}\)反应\(\rm{③}\)中溶液颜色无明显变化,是因为中性环境下反应很难进行。铜表面黑色的物质为\(\rm{CuO}\),同时有\(\rm{MnO_{2}}\)生成,则中性环境下反应很难进行的原因是:_______。

    Ⅱ\(\rm{.}\)探究溶液环境对反应的影响,为进一步研究酸碱性对铜与\(\rm{0.1mol/L KMnO_{4}}\)溶液反应的影响,设计如下实验:


    \(\rm{(1)}\)探究酸性条件下反应时,试剂\(\rm{X}\)是。溶液颜色变浅能否说明铜与\(\rm{0.1mol/L KMnO_{4}}\)溶液在酸性条件下发生了反应,理由是_______。
    \(\rm{(2)}\)对于铜与\(\rm{0.1mol/L KMnO}\)\(\rm{{\,\!}_{4}}\) 溶液在碱性环境下的反应提出如下假设:
    假设Ⅰ:\(\rm{0.1mol/L KMnO}\)\(\rm{{\,\!}_{4}}\) 溶液在碱性环境下不能将铜氧化;

    假设Ⅱ:\(\rm{0.1mol/L KMnO}\)\(\rm{{\,\!}_{4}}\)溶液在碱性环境下与铜反应较慢。

    设计实验验证:

    将铜丝紧密缠绕在碳棒上放入碱性的溶液\(\rm{A}\)中,溶液很快由紫红色变为深绿色\(\rm{(MnO_{4}^{2−})}\)。一段时间后,溶液变为浅蓝绿色,试管底部出现棕褐色粉末\(\rm{(MnO_{2})}\)。

    \(\rm{①}\)反应加快的原因是发生了电化学腐蚀,其正极发生的电极反_______。

    \(\rm{②}\)通过上述实验得出结论_______。

    【考点】离子方程式的书写,原电池的工作原理,电极反应和电池反应方程式,铜的性质
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    难度:较难
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