Question

部分難溶物的顏色和常溫下的K_sp如下表所示：

	Cu(OH)2	CuOH	CuCl	Cu2O
顏色	藍(lán)色	黃色	白色	磚紅色
Ksp(25 ℃)	1．6×10－19	1．0×10－14	1．2×10－6	—

某研究性學(xué)習(xí)小組對(duì)電解食鹽水進(jìn)行了如下探究：

實(shí)驗(yàn)Ⅰ裝置如圖所示，接通電源后，發(fā)現(xiàn)a、b電極上均有氣泡產(chǎn)生。

（1）電解過程中的總離子反應(yīng)方程式為_________________________________________。

（2）為了確定電源的正、負(fù)極，下列操作一定行之有效的是　　    　　。

A．觀察兩極產(chǎn)生氣體的顏色

B．往U形管兩端分別滴入數(shù)滴酚酞試液

C．用燃著的木條靠近U形管口

D．在U形管口置一張濕潤(rùn)的淀粉­KI試紙

實(shí)驗(yàn)Ⅱ把上述電解裝置的石墨棒換成銅棒，用直流電源進(jìn)行電解，裝置如圖所示。

觀察到的現(xiàn)象如下所示：

①開始無(wú)明顯現(xiàn)象，隨后液面以下的銅棒表面逐漸變暗；

②5 min后，b極附近開始出現(xiàn)白色沉淀，并逐漸增多，且向a極擴(kuò)散；

③10 min后，最靠近a極的白色沉淀開始變成紅色；

④12 min后，b極附近的白色沉淀開始變成黃色，然后逐漸變成橙黃色；

⑤a極一直有大量氣泡產(chǎn)生；

⑥停止電解，將U形管中懸濁液靜置一段時(shí)間后，上層溶液呈無(wú)色，沒有出現(xiàn)藍(lán)色，下層沉淀全部顯磚紅色。

（3） a極發(fā)生的電極反應(yīng)方程式為________________________________________________________。

（4） 電解5 min后，b極發(fā)生的電極反應(yīng)方程式為___________________________________________。

（5）12 min后，b極附近出現(xiàn)的橙黃色沉淀的成分是　　　　　，原因是___________________________________________________________________________________。

 

Answer 1

【答案】

（1）2Cl^－＋2H₂O2OH^－＋H₂↑＋Cl₂↑

（2）BD

（3）2H⁺＋2e^－= H₂↑  （或2H₂O＋2e^－=2OH^－＋H₂↑）

（4）Cu＋Cl^－－e^－=CuCl↓

（5）CuOH和Cu₂O   　K_sp(CuOH)<K_sp(CuCl)，CuCl轉(zhuǎn)化為黃色的CuOH沉淀，CuOH不穩(wěn)定分解生成Cu₂O，所以橙黃色沉淀的成分為CuOH和Cu₂O的混合物。

【解析】

試題分析：Ⅰ（1） a、b電極上均有氣泡產(chǎn)生，說(shuō)明電解NaCl產(chǎn)生了H₂和Cl₂，所以總離子反應(yīng)方程式為2Cl^－＋2H₂O2OH^－＋H₂↑＋Cl₂↑

（2）往U形管兩端分別滴入數(shù)滴酚酞試液，產(chǎn)生紅色的一極是陰極，連接電源的負(fù)極；另一極是陽(yáng)極，連接電源的正極。在U形管口置一張濕潤(rùn)的淀粉­KI試紙，濕潤(rùn)的淀粉­KI試紙變藍(lán)的一極是陽(yáng)極，連接電源的正極。所以BD可以。

Ⅱ把電解裝置的石墨棒換成銅棒，用直流電源進(jìn)行電解。②5 min后，b極附近開始出現(xiàn)白色沉淀，白色沉淀為CuCl；③10 min后，最靠近a極的白色沉淀開始變成紅色；紅色沉淀為Cu₂O④12 min后，b極附近的白色沉淀開始變成黃色，然后逐漸變成橙黃色；黃色沉淀為CuOH⑤a極一直有大量氣泡產(chǎn)生，氣泡為H₂；⑥停止電解，將U形管中懸濁液靜置一段時(shí)間后，上層溶液呈無(wú)色，沒有出現(xiàn)藍(lán)色，下層沉淀全部為Cu₂O。所以a極發(fā)生的電極反應(yīng)方程式為2H⁺＋2e^－= H₂↑  （或2H₂O＋2e^－=2OH^－＋H₂↑），電解5 min后，b極發(fā)生的電極反應(yīng)方程式為Cu＋Cl^－－e^－=CuCl↓。因?yàn)镵_sp(CuOH)<K_sp(CuCl)，CuCl轉(zhuǎn)化為黃色的CuOH沉淀，CuOH不穩(wěn)定分解生成Cu₂O，所以橙黃色沉淀的成分為CuOH和Cu₂O的混合物。所以2 min后，b極附近出現(xiàn)的橙黃色沉淀的成分是CuOH和Cu₂O。

考點(diǎn)：原電池、電解池綜合考查。