问题 填空题

部分难溶物的颜色和常温下的Ksp如下表所示:

 Cu(OH)2CuOHCuClCu2O
颜色蓝色黄色白色砖红色
Ksp(25 ℃)1.6×10-191.0×10-141.2×10-6

某研究性学习小组对电解食盐水进行了如下探究:

实验Ⅰ装置如图所示,接通电源后,发现a、b电极上均有气泡产生。

(1)电解过程中的总离子反应方程式为_________________________________________。

(2)为了确定电源的正、负极,下列操作一定行之有效的是       

A.观察两极产生气体的颜色

B.往U形管两端分别滴入数滴酚酞试液

C.用燃着的木条靠近U形管口

D.在U形管口置一张湿润的淀粉­KI试纸

实验Ⅱ把上述电解装置的石墨棒换成铜棒,用直流电源进行电解,装置如图所示。

观察到的现象如下所示:

①开始无明显现象,随后液面以下的铜棒表面逐渐变暗;

②5 min后,b极附近开始出现白色沉淀,并逐渐增多,且向a极扩散;

③10 min后,最靠近a极的白色沉淀开始变成红色;

④12 min后,b极附近的白色沉淀开始变成黄色,然后逐渐变成橙黄色;

⑤a极一直有大量气泡产生;

⑥停止电解,将U形管中悬浊液静置一段时间后,上层溶液呈无色,没有出现蓝色,下层沉淀全部显砖红色。

(3) a极发生的电极反应方程式为________________________________________________________。

(4) 电解5 min后,b极发生的电极反应方程式为___________________________________________。

(5)12 min后,b极附近出现的橙黄色沉淀的成分是     ,原因是___________________________________________________________________________________。

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   Ksp(CuOH)<Ksp(CuCl),CuCl转化为黄色的CuOH沉淀,CuOH不稳定分解生成Cu2O,所以橙黄色沉淀的成分为CuOH和Cu2O的混合物。

题目分析:Ⅰ(1) a、b电极上均有气泡产生,说明电解NaCl产生了H2和Cl2,所以总离子反应方程式为2Cl+2H2O2OH+H2↑+Cl2

(2)往U形管两端分别滴入数滴酚酞试液,产生红色的一极是阴极,连接电源的负极;另一极是阳极,连接电源的正极。在U形管口置一张湿润的淀粉­KI试纸,湿润的淀粉­KI试纸变蓝的一极是阳极,连接电源的正极。所以BD可以。

Ⅱ把电解装置的石墨棒换成铜棒,用直流电源进行电解。②5 min后,b极附近开始出现白色沉淀,白色沉淀为CuCl;③10 min后,最靠近a极的白色沉淀开始变成红色;红色沉淀为Cu2O④12 min后,b极附近的白色沉淀开始变成黄色,然后逐渐变成橙黄色;黄色沉淀为CuOH⑤a极一直有大量气泡产生,气泡为H2;⑥停止电解,将U形管中悬浊液静置一段时间后,上层溶液呈无色,没有出现蓝色,下层沉淀全部为Cu2O。所以a极发生的电极反应方程式为2H++2e= H2↑ (或2H2O+2e=2OH+H2↑),电解5 min后,b极发生的电极反应方程式为Cu+Cl-e=CuCl↓。因为Ksp(CuOH)<Ksp(CuCl),CuCl转化为黄色的CuOH沉淀,CuOH不稳定分解生成Cu2O,所以橙黄色沉淀的成分为CuOH和Cu2O的混合物。所以2 min后,b极附近出现的橙黄色沉淀的成分是CuOH和Cu2O。

多项选择题
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