學(xué)習(xí)金屬活動性順序后,老師安排同學(xué)們開展系列實(shí)驗(yàn)探究金屬間的置換反應(yīng)規(guī)律。小明做完鋁條和氯化銅溶液反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)后,將反應(yīng)后的無色溶液(以下簡稱:待測溶液)倒入有水的廢液缸中時,發(fā)現(xiàn)有白色沉淀析出的“異?,F(xiàn)象”。小明設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)開展了如下探究。請根據(jù)要求回答有關(guān)問題:
【發(fā)現(xiàn)問題】小明取一滴管未倒完的待測溶液,將其注入盛有約三分之二試管體積的水中,依然產(chǎn)生大量白色沉淀(像牛奶一樣)。
【提出問題】待測溶液注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是一種無色透明晶體,極易與水反應(yīng)生成難溶于水的Al(OH)3而產(chǎn)生白色沉淀;
(2)CuCl是一種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;CuCl中Cu的化合價為
+1價
+1價
。
【提出猜想】
猜想一:白色沉淀是Al(OH)3
猜想二:白色沉淀是CuCl
猜想三:色沉淀是Al(OH)3和CuCl的混合物
色沉淀是Al(OH)3和CuCl的混合物
【實(shí)驗(yàn)探究】
序號 |
實(shí)驗(yàn)操作 |
實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 |
實(shí)驗(yàn)結(jié)論 |
① |
取一滴管待測溶液,將其注入盛有約三分之 二試管體積一定濃度的NaCl溶液中 |
無明顯實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 |
猜想 二 二 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(yīng) |
有紅色固體析出 |
③ |
取一滴管實(shí)驗(yàn)②后的溶液,將其注入盛有約 三分之二試管體積的水中 |
無明顯實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 |
【結(jié)論與反思】
(1)上述實(shí)驗(yàn)表明,Al和CuCl
2溶液的反應(yīng)是分步進(jìn)行的。第一步反應(yīng)生成CuCl,第二步CuCl繼續(xù)和Al反應(yīng)生成Cu。請分別寫出上述兩步反應(yīng)的化學(xué)方程式:第一步:
Al+3CuCl2=AlCl3+3CuCl
Al+3CuCl2=AlCl3+3CuCl
,第二步:
Al+3CuCl=AlCl3+3Cu
Al+3CuCl=AlCl3+3Cu
。
(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C1﹣的溶液中,鋁和氯化銅反應(yīng)生成氯化鋁,是含有一定濃度C1﹣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C1﹣的溶液中,鋁和氯化銅反應(yīng)生成氯化鋁,是含有一定濃度C1﹣的溶液,因此CuCl沒有以白色沉淀的形式存在
。
(3)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)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溶液反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)探究,使我們認(rèn)識到,我們不少的傳統(tǒng)認(rèn)識遠(yuǎn)沒有做到細(xì)致入微,特別是當(dāng)觀察到有紅色固體析出,于是就貿(mào)然斷定這個反應(yīng)是個簡單的、一步完成的置換反應(yīng)。實(shí)際上還要關(guān)注物質(zhì)變化的過程,通過比較和分析,得出可靠的結(jié)論。經(jīng)過無數(shù)次實(shí)驗(yàn)證明,有些化學(xué)反應(yīng)看似一步完成,實(shí)際上是分步進(jìn)行的。