Question

【題目】部分難溶物的顏色和常溫下的Ksp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(guò)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(kāi)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(kāi)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(kāi)始變成紅色；

④12 min后，b極附近的白色沉淀開(kāi)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(méi)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】2Cl－＋2H2O2OH－＋H2↑＋Cl2↑ BD 2H+＋2e－= H2↑ （或2H2O＋2e－=2OH－＋H2↑） Cu＋Cl－－e－=CuCl↓ CuOH和Cu2O Ksp(CuOH)<Ksp(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】

（1）該裝置中電極都是惰性電極，陽(yáng)極上氯離子放電生成氯氣、陰極上水得電子生成氫氣同時(shí)生成氫氧根離子；

（2）在電解氯化鈉的裝置中，和電源正極相連的是陽(yáng)極，該極上會(huì)產(chǎn)生氯氣，和負(fù)極相連的是陰極，該極上產(chǎn)生的是氫氧化鈉和氫氣，根據(jù)產(chǎn)物的性質(zhì)來(lái)判斷電極；

（3）在電解池的陰極上是陽(yáng)離子發(fā)生得電子的還原反應(yīng)；

（4）根據(jù)題意：電解5min后會(huì)產(chǎn)生白色沉淀來(lái)回答；

（5）根據(jù)表中物質(zhì)的顏色，CuOH是黃色，但是其不穩(wěn)定，易分解為磚紅色的氧化亞銅。

（1）電解飽和食鹽水得到的產(chǎn)物是氫氧化鈉、氯氣和氫氣，離子方程式：2Cl－＋2H2O2OH－＋H2↑＋Cl2↑；

故答案為：2Cl－＋2H2O2OH－＋H2↑＋Cl2↑；

（2）電解氯化鈉的裝置中，和電源正極相連的是陽(yáng)極，該極上會(huì)產(chǎn)生氯氣，和負(fù)極相連的是陰極，該極上產(chǎn)生的是氫氧化鈉和氫氣，

A．電解池的陽(yáng)極上可以產(chǎn)生氯氣等有顏色的氣體，還可以產(chǎn)生氧氣等無(wú)色氣體，故觀察兩極產(chǎn)生氣體的顏色不可以判斷正負(fù)極，故A錯(cuò)誤；

B．往U形管兩端分別滴入數(shù)滴酚酞試液，變紅色的即是陰極，對(duì)應(yīng)的是電源的負(fù)極，故B正確；

C．用燃著的木條靠近U形管口，只能檢驗(yàn)有氫氣或是氧氣產(chǎn)生時(shí)的電極反應(yīng)，但是對(duì)其他物質(zhì)的產(chǎn)生無(wú)法檢驗(yàn)，故C錯(cuò)誤；

D．在U形管口置一張濕潤(rùn)的淀粉KI試紙，能使?jié)駶?rùn)的淀粉KI試紙變藍(lán)證明氯氣的產(chǎn)生，該電極是陽(yáng)極，對(duì)應(yīng)的是電源的正極，故D正確；

故選BD；

（3）a極是陰極，在電解池的陰極上是水中的陽(yáng)離子氫離子發(fā)生得電子的還原反應(yīng)：2H++2e-=H2↑（或2H2O+2e-═2OH-+H2↑）；

故答案為：2H++2e-=H2↑（或2H2O+2e-═2OH-+H2↑）；

（4）根據(jù)題意知道電解5min后，b極產(chǎn)生的白色沉淀，從表中知道，該物質(zhì)是CuCl，所以該極上發(fā)生的電極反應(yīng)方程式為Cu+Cl--e-═CuCl↓；

故答案為：Cu+Cl--e-═CuCl↓；

（5）根據(jù)題意結(jié)合表中物質(zhì)的顏色知道：12min后，b極附近出現(xiàn)的橙黃色沉淀的成分是CuOH和Cu2O，因?yàn)镵sp（CuOH）＜Ksp（CuCl），所以電解過(guò)程中CuCl轉(zhuǎn)化為黃色的CuOH沉淀，CuOH不穩(wěn)定分解生成Cu2O，導(dǎo)致物質(zhì)的顏色為橙色；

故答案為：CuOH和Cu2O；Ksp（CuOH）＜Ksp（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。