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实验小组用石墨电极电解25%的CuCl2溶液,实验现象如图表。
实验装置 实验现象
  通电前:溶液呈绿色,显酸性;
通电后:a极析出红色固体,电极附近的液体变为棕黑色;b极产生有刺激性气味的气体,电极附近的溶液酸性增强。
已知:Cu+Cu2++2Cl-═2CuCl↓(白色);Cu(NH32+为无色,Cu(NH342+为蓝色
(1)a极析出红色固体的反应式
Cu2++2e═Cu
Cu2++2e═Cu

(2)分析电解后b极附近溶液酸性增强的原因。
①甲同学认为是H2O在阳极放电造成的。通过检验电解产物不存在
O2
O2
(填化学式),证实甲同学观点不成立。
②乙同学认为是Cl-在阳极放电造成的,产生Cl2后发生反应:
Cl2+H2O⇌HCl+HClO
Cl2+H2O⇌HCl+HClO
,导致溶液显酸性。实验证实乙同学的观点正确,所选试剂及现象是
品红溶液,品红褪色
品红溶液,品红褪色
。(可选试剂:AgNO3溶液、品红溶液、Mg条)
(3)探究棕黑色物质的成分。查阅资料后提出假设:
I.电解析出铜的速率快,形成黑色的纳米铜
II.发生反应:Cu2++Cu++4Cl-+H2O⇌[Cu(II)Cu(I)Cl4(H2O)]-(棕黑色)
取棕黑色液体进行以图实验:

①无色溶液放置一段时间后变蓝的原因是
4Cu(NH32++O2+8NH3•H2O═4Cu(NH342++4OH+6H2O
4Cu(NH32++O2+8NH3•H2O═4Cu(NH342++4OH+6H2O
(用离子方程式表示)。
②实验证实了棕黑色物质中含有[Cu(II)Cu(I)Cl4(H2O)]-。分析棕黑色液体加水产生白色沉淀的可能原因(写出两点):
加水,Q>K,平衡Cu2++Cu++4Cl+H2O⇌[Cu(II)Cu(I)Cl4(H2O)]向逆反应方向移动。产生CuCl沉淀原因一:c(Cu+)•c(Cl)>Ksp(CuCl);原因二:c(Cu2+)与c(Cl)增大,发生反应Cu+Cu2++2Cl-═2CuCl↓,产生CuCl沉淀;
加水,Q>K,平衡Cu2++Cu++4Cl+H2O⇌[Cu(II)Cu(I)Cl4(H2O)]向逆反应方向移动。产生CuCl沉淀原因一:c(Cu+)•c(Cl)>Ksp(CuCl);原因二:c(Cu2+)与c(Cl)增大,发生反应Cu+Cu2++2Cl-═2CuCl↓,产生CuCl沉淀;

③丙同学根据“浅红棕色气体”的现象,判断棕黑色物质中含有纳米铜。丙同学的分析是否合理,请说明理由
不合理,因为棕黑色物质中含有[Cu(II)Cu(I)Cl4(H2O)],其中含+1价Cu,具有还原性,也可与浓硝酸反应产生“浅红棕色气体”的现象。
不合理,因为棕黑色物质中含有[Cu(II)Cu(I)Cl4(H2O)],其中含+1价Cu,具有还原性,也可与浓硝酸反应产生“浅红棕色气体”的现象。

【考点】电解原理
【答案】Cu2++2e═Cu;O2;Cl2+H2O⇌HCl+HClO;品红溶液,品红褪色;4Cu(NH32++O2+8NH3•H2O═4Cu(NH342++4OH+6H2O;加水,Q>K,平衡Cu2++Cu++4Cl+H2O⇌[Cu(II)Cu(I)Cl4(H2O)]向逆反应方向移动。产生CuCl沉淀原因一:c(Cu+)•c(Cl)>Ksp(CuCl);原因二:c(Cu2+)与c(Cl)增大,发生反应Cu+Cu2++2Cl-═2CuCl↓,产生CuCl沉淀;;不合理,因为棕黑色物质中含有[Cu(II)Cu(I)Cl4(H2O)],其中含+1价Cu,具有还原性,也可与浓硝酸反应产生“浅红棕色气体”的现象。
【解答】
【点评】
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发布:2024/6/27 10:35:59组卷:51引用:1难度:0.5
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    NO
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    发布:2025/1/6 7:30:5组卷:129引用:7难度:0.7
  • 2.(NH42S2O8电化学循环氧化法可用于废水中苯酚的降解,示意图如图。

    (1)(NH42S2O8的电解法制备。
    已知:电解效率η的定义为η(B)=
    n
    生成
    B
    所用的电子
    n
    通过电极的电子
    ×100%。
    ①电极b是
     
    极。
    ②生成S2
    O
    2
    -
    8
     的电极反应式是
     

    ③向阳极室和阴极室各加入100mL溶液。制备S2
    O
    2
    -
    8
    的同时,还在电极b表面收集到2.5×10-4mol气体,气体是
     
    。经测定η(S2
    O
    2
    -
    8
    )为80%,不考虑其他副反应,则制备的(NH42S2O8的物质的量浓度为
     
    mol/L。
    (2)苯酚的降解
    已知:
    SO
    -
    4
    •具有强氧化性,Fe2+性度较高时会导致
    SO
    -
    4
    •猝灭。S2
    O
    2
    -
    8
    可将苯酚氧化为CO2,但反应速率较慢。加入Fe2+可加快反应,过程为:
    i.S2
    O
    2
    -
    8
    +Fe2+
    SO
    2
    -
    4
    +
    SO
    -
    4
    •+Fe3+
    ii.
    SO
    -
    4
    •将苯酚氧化
    SO
    -
    4
    •氧化苯酚的离子方程式是
     

    ②将电解得到的含S2
    O
    2
    -
    8
    溶液稀释后加入苯酚处理器,调节溶液总体积为1L,pH=1,测得在相同时间内,不同条件下苯酚的降解率如图。

    用等物质的量的铁粉代替FeSO4,可明显提高苯酚的降解率,主要原因是
     

    (3)苯酚残留量的测定
    已知:电解中转移1mol电子所消耗的电量为F库仑。
    取处理后的水样100mL,酸化后加入KBr溶液,通电。电解产生的Br2全部与苯酚反应,当苯酚完全反应时,消耗的电量为a库仑,则样品中苯酚的含量为
     
    g/L。(苯酚的摩尔质量:94g/mol)

    发布:2024/12/30 11:30:1组卷:161引用:2难度:0.4
  • 3.如图所示,某同学设计一个甲醚(CH3OCH3)燃料电池并探究氯碱工业原理和粗铜的精炼原理,其中乙装置中X为阳离子交换膜。

    (1)通入氧气的电极为
     
    极,写出负极电极反应式
     

    (2)铁电极为
     
    极,石墨电极(C)的电极反应式为
     

    (3)反应一段时间后,乙装置中生成NaOH主要在
     
    (填“铁极”或“石墨极”)区。
    (4)如果粗铜中含有锌、银等杂质,丙装置中阳极上电极反应式为
     
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    (填“增大”、“减小”或“不变”)

    发布:2025/1/3 8:0:1组卷:6引用:1难度:0.6
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