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。 |
(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(NH3)2++O2+8NH3•H2O═4Cu(NH3)42++4OH−+6H2O
4Cu(NH3)2++O2+8NH3•H2O═4Cu(NH3)42++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(NH3)2++O2+8NH3•H2O═4Cu(NH3)42++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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