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某化学小组同学利用如图装置对电解氯化铜实验进行探究。
实验装置 实验现象
电解约5min,阳极石墨表面产生大量气泡,有刺激性气味,溶液蓝色稍微变浅;阴极石墨上附着红色物质,溶液由蓝色变为黄绿色;U型管变热,冷却后溶液仍为黄绿色。
(1)对阳极实验现象进行分析。
①阳极的电极反应式为
2Cl--2e-=Cl2
2Cl--2e-=Cl2

②测定电解5min时阳极溶液的pH=2.61,结合化学用语解释溶液pH减小的原因是
Cl2+H2O⇌H++Cl-+HClO,c(H+)增大,pH减小
Cl2+H2O⇌H++Cl-+HClO,c(H+)增大,pH减小

(2)探究阴极溶液变为黄绿色的原因
查阅资料:CuCl2溶液中存在平衡:Cu2++4H2O⇌[Cu(H2O)]2+((蓝色);Cu2++4Cl-⇌[CuCl4]2-(黄色)。
①甲认为,电解过程中,温度升高,促使化学平衡发生移动,[CuCl4]2-浓度增大,导致溶液由蓝色变为黄绿色。但是他通过分析实验现象否定了自己的假设,他的证据为
冷却后溶液仍为黄绿色
冷却后溶液仍为黄绿色

②乙认为,电解过程中阴极发生反应:Cu2++e-+Cl-═CuCl↓且Cl-移向阳极的速率远小于Cu2+在阴极放电的速率,导致阴极区
c
C
l
-
c
C
u
2
+
>2,溶液由蓝色变为黄绿色,并通过实验证实了自己的猜想。他的实验操作为:取2mL 0.1mol•L-1CuCl2溶液于试管中,加入
NaCl固体
NaCl固体
至饱和,溶液由蓝色变为黄绿色。
(3)实验完成后,切断电源,小组同学忘记将电极从溶液中取出,一段时间后,发现阴极石墨上析出的铜消失了,仔细观察,并未看见固体沉积在U形管底部。对于“铜自动溶解之谜”,继续探究。
①丙认为,Cu与CuCl2溶液发生反应生成[CuCl2]-使Cu溶解:Cu2++2Cl-+Cu═2CuCl↓(白色);CuCl+Cl-⇌[CuCl2]-。他通过实验证实了自己的猜想,他的实验方案为
取阴极附近的溶液,加入铜粉振荡,先产生白色沉淀,后沉淀溶解
取阴极附近的溶液,加入铜粉振荡,先产生白色沉淀,后沉淀溶解

②丁认为,还可能是石墨电极与附着的铜构成了原电池使电极上附着的Cu溶解。并设计了如图所示的装置证明了自己的假设,请将装置补充完整并写出该电池总反应的离子方程式。

电极b为:
;电解质溶液C为:
原电解池阴极附近的溶液
原电解池阴极附近的溶液

电池总反应的离子方程式:
2Cu+O2+8Cl-+4H+=2[CuCl4]2-+2H2O
2Cu+O2+8Cl-+4H+=2[CuCl4]2-+2H2O

【答案】2Cl--2e-=Cl2↑;Cl2+H2O⇌H++Cl-+HClO,c(H+)增大,pH减小;冷却后溶液仍为黄绿色;NaCl固体;取阴极附近的溶液,加入铜粉振荡,先产生白色沉淀,后沉淀溶解;铜;原电解池阴极附近的溶液;2Cu+O2+8Cl-+4H+=2[CuCl4]2-+2H2O
【解答】
【点评】
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发布:2024/4/20 14:35:0组卷:85引用:1难度:0.4
相似题
  • 1.现需设计一套实验装置来电解饱和食盐水,并测量电解产生的氢气的体积(约6mL)和检验氯气的氧化性(不应将多余的氯气排入空气中)。
    (1)试从如图中选用几种必要的仪器,连成一整套装置,各种仪器接口的连接顺序(填编号)是:
    A接
     
    ,接
     
    ,B接
     
     
     

    (2)铁棒接直流电源的
     
    极;碳棒上发生的电极反应为
     

    (3)能说明氯气具有氧化性的实验现象是
     

    (4)假定装入的饱和食盐水为50mL(电解前后溶液体积变化可忽略),当测得的氢气换算成标准状况下为5.6mL时,溶液的pH为
     

    发布:2024/6/27 10:35:59组卷:42引用:4难度:0.5
  • 2.如图所示,X为铁、Y是石墨电极,a是饱和食盐水,实验开始前,在U形⇌管的两边同时各滴入几滴酚酞试液,下列叙述错误的是(  )

    发布:2024/5/27 14:0:0组卷:616引用:5难度:0.7
  • 3.如图是某同学用Cu在Fe片上镀铜的实验装置,下列说法正确的是(  )

    发布:2024/5/27 14:0:0组卷:503引用:3难度:0.7
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