学习金属活动性顺序后,老师安排同学们开展系列实验探究金属间的置换反应规律。小明做完铝条和氯化铜溶液反应的实验后,将反应后的无色溶液(以下简称:待测溶液)倒入有水的废液缸中时,发现有白色沉淀析出的“异常现象”。小明设计实验开展了如下探究。请根据要求回答有关问题:
【发现问题】
小明取一滴管未倒完的待测溶液,将其注入盛有约三分之二试管体积的水中,依然产生大量白色沉淀(像牛奶一样)。
【提出问题】
待测溶液注入水中为什么有白色沉淀产生?白色沉淀是什么物质?
【查阅资料】
(1)AlCl3是一种无色透明晶体,极易与水反应生成难溶于水的Al(OH)3而产生白色沉淀;
(2)CuCl是一种不溶于水的白色固体,易溶于一定浓度的KCl、NaCl等含Cl﹣的溶液中;CuCl中Cu的化合价为 。
【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
【实验探究】
序号 |
实验操作 |
实验现象 |
实验结论 |
① |
取一滴管待测溶液,将其注入盛有约三分之二试管体积一定浓度的NaCl溶液中 |
无明显实验现象 |
猜想 正确 |
② |
取约2mL待测溶液于试管中,向溶液中插入足量洁净的Al条,充分反应 |
有红色固体析出 |
|
③ |
取一滴管实验②后的溶液,将其注入盛有约三分之二试管体积的水中 |
无明显实验现象 |
【结论与反思】
(1)上述实验表明,Al和CuCl2溶液的反应是分步进行的。第一步反应生成CuCl,第二步CuCl继续和Al反应生成Cu。请分别写出上述两步反应的化学方程式:第一步: ,第二步: 。
(2)待测溶液中含有大量CuCl,为什么它没有以白色沉淀的形式存在?请说明原因: 。
(3)设计实验③的目的是 。
【启示与拓展】
通过对Al和CuCl2溶液反应的实验探究,使我们认识到,我们不少的传统认识远没有做到细致入微,特别是当观察到有红色固体析出,于是就贸然断定这个反应是个简单的、一步完成的置换反应。实际上还要关注物质变化的过程,通过比较和分析,得出可靠的结论。经过无数次实验证明,有些化学反应看似一步完成,实际上是分步进行的。请根据你所学知识,任举一例反应可能分步进行的实例: 。