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	—

某研究性學習小組對電解食鹽水進行了如下探究：

實驗Ⅰ裝置如圖所示，接通電源后，發(fā)現(xiàn)a、b電極上均有氣泡產生。

（1）電解過程中的總離子反應方程式為_________________________________________。

（2）為了確定電源的正、負極，下列操作一定行之有效的是_______。

A．觀察兩極產生氣體的顏色

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形管口置一張濕潤的淀粉KI試紙

實驗Ⅱ把上述電解裝置的石墨棒換成銅棒，用直流電源進行電解，裝置如圖所示。

觀察到的現(xiàn)象如下所示：

①開始無明顯現(xiàn)象，隨后液面以下的銅棒表面逐漸變暗；

②5 min后，b極附近開始出現(xiàn)白色沉淀，并逐漸增多，且向a極擴散；

③10 min后，最靠近a極的白色沉淀開始變成紅色；

④12 min后，b極附近的白色沉淀開始變成黃色，然后逐漸變成橙黃色；

⑤a極一直有大量氣泡產生；

⑥停止電解，將U形管中懸濁液靜置一段時間后，上層溶液呈無色，沒有出現(xiàn)藍色，下層沉淀全部顯磚紅色。

（3） a極發(fā)生的電極反應方程式為________________________________________________________。

（4） 電解5 min后，b極發(fā)生的電極反應方程式為___________________________________________。

（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，陽極上氯離子放電生成氯氣、陰極上水得電子生成氫氣同時生成氫氧根離子；

（2）在電解氯化鈉的裝置中，和電源正極相連的是陽極，該極上會產生氯氣，和負極相連的是陰極，該極上產生的是氫氧化鈉和氫氣，根據(jù)產物的性質來判斷電極；

（3）在電解池的陰極上是陽離子發(fā)生得電子的還原反應；

（4）根據(jù)題意：電解5min后會產生白色沉淀來回答；

（5）根據(jù)表中物質的顏色，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極，該極上會產生氯氣，和負極相連的是陰極，該極上產生的是氫氧化鈉和氫氣，

A．電解池的陽極上可以產生氯氣等有顏色的氣體，還可以產生氧氣等無色氣體，故觀察兩極產生氣體的顏色不可以判斷正負極，故A錯誤；

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，對應的是電源的負極，故B正確；

C．用燃著的木條靠近U形管口，只能檢驗有氫氣或是氧氣產生時的電極反應，但是對其他物質的產生無法檢驗，故C錯誤；

D．在U形管口置一張濕潤的淀粉KI試紙，能使?jié)駶櫟牡矸跭I試紙變藍證明氯氣的產生，該電極是陽極，對應的是電源的正極，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離子氫離子發(fā)生得電子的還原反應：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極產生的白色沉淀，從表中知道，該物質是CuCl，所以該極上發(fā)生的電極反應方程式為Cu+Cl--e-═CuCl↓；

故答案為：Cu+Cl--e-═CuCl↓；

（5）根據(jù)題意結合表中物質的顏色知道：12min后，b極附近出現(xiàn)的橙黃色沉淀的成分是CuOH和Cu2O，因為Ksp（CuOH）＜Ksp（CuCl），所以電解過程中CuCl轉化為黃色的CuOH沉淀，CuOH不穩(wěn)定分解生成Cu2O，導致物質的顏色為橙色；

故答案為：CuOH和Cu2O；Ksp（CuOH）＜Ksp（CuCl），CuCl轉化為黃色的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。