實(shí)驗(yàn)小組用石墨電極電解25%的CuCl2溶液,實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象如圖表。
實(shí)驗(yàn)裝置 | 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 |
通電前:溶液呈綠色,顯酸性; 通電后:a極析出紅色固體,電極附近的液體變?yōu)樽睾谏籦極產(chǎn)生有刺激性氣味的氣體,電極附近的溶液酸性增強(qiáng)。 |
(1)a極析出紅色固體的反應(yīng)式
Cu2++2e?═Cu
Cu2++2e?═Cu
。(2)分析電解后b極附近溶液酸性增強(qiáng)的原因。
①甲同學(xué)認(rèn)為是H2O在陽(yáng)極放電造成的。通過檢驗(yàn)電解產(chǎn)物不存在
O2
O2
(填化學(xué)式),證實(shí)甲同學(xué)觀點(diǎn)不成立。②乙同學(xué)認(rèn)為是Cl-在陽(yáng)極放電造成的,產(chǎn)生Cl2后發(fā)生反應(yīng):
Cl2+H2O?HCl+HClO
Cl2+H2O?HCl+HClO
,導(dǎo)致溶液顯酸性。實(shí)驗(yàn)證實(shí)乙同學(xué)的觀點(diǎn)正確,所選試劑及現(xiàn)象是 品紅溶液,品紅褪色
品紅溶液,品紅褪色
。(可選試劑:AgNO3溶液、品紅溶液、Mg條)(3)探究棕黑色物質(zhì)的成分。查閱資料后提出假設(shè):
I.電解析出銅的速率快,形成黑色的納米銅
II.發(fā)生反應(yīng):Cu2++Cu++4Cl-+H2O?[Cu(II)Cu(I)Cl4(H2O)]-(棕黑色)
取棕黑色液體進(jìn)行以圖實(shí)驗(yàn):
①無色溶液放置一段時(shí)間后變藍(lán)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
(用離子方程式表示)。②實(shí)驗(yàn)證實(shí)了棕黑色物質(zhì)中含有[Cu(II)Cu(I)Cl4(H2O)]-。分析棕黑色液體加水產(chǎn)生白色沉淀的可能原因(寫出兩點(diǎn)):
加水,Q>K,平衡Cu2++Cu++4Cl?+H2O?[Cu(II)Cu(I)Cl4(H2O)]?向逆反應(yīng)方向移動(dòng)。產(chǎn)生CuCl沉淀原因一:c(Cu+)?c(Cl?)>Ksp(CuCl);原因二:c(Cu2+)與c(Cl?)增大,發(fā)生反應(yīng)Cu+Cu2++2Cl-═2CuCl↓,產(chǎn)生CuCl沉淀;
加水,Q>K,平衡Cu2++Cu++4Cl?+H2O?[Cu(II)Cu(I)Cl4(H2O)]?向逆反應(yīng)方向移動(dòng)。產(chǎn)生CuCl沉淀原因一:c(Cu+)?c(Cl?)>Ksp(CuCl);原因二:c(Cu2+)與c(Cl?)增大,發(fā)生反應(yīng)Cu+Cu2++2Cl-═2CuCl↓,產(chǎn)生CuCl沉淀;
。③丙同學(xué)根據(jù)“淺紅棕色氣體”的現(xiàn)象,判斷棕黑色物質(zhì)中含有納米銅。丙同學(xué)的分析是否合理,請(qǐng)說明理由
不合理,因?yàn)樽睾谏镔|(zhì)中含有[Cu(II)Cu(I)Cl4(H2O)]?,其中含+1價(jià)Cu,具有還原性,也可與濃硝酸反應(yīng)產(chǎn)生“淺紅棕色氣體”的現(xiàn)象。
不合理,因?yàn)樽睾谏镔|(zhì)中含有[Cu(II)Cu(I)Cl4(H2O)]?,其中含+1價(jià)Cu,具有還原性,也可與濃硝酸反應(yīng)產(chǎn)生“淺紅棕色氣體”的現(xiàn)象。
。【考點(diǎn)】電解原理.
【答案】Cu2++2e?═Cu;O2;Cl2+H2O?HCl+HClO;品紅溶液,品紅褪色;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)]?向逆反應(yīng)方向移動(dòng)。產(chǎn)生CuCl沉淀原因一:c(Cu+)?c(Cl?)>Ksp(CuCl);原因二:c(Cu2+)與c(Cl?)增大,發(fā)生反應(yīng)Cu+Cu2++2Cl-═2CuCl↓,產(chǎn)生CuCl沉淀;;不合理,因?yàn)樽睾谏镔|(zhì)中含有[Cu(II)Cu(I)Cl4(H2O)]?,其中含+1價(jià)Cu,具有還原性,也可與濃硝酸反應(yīng)產(chǎn)生“淺紅棕色氣體”的現(xiàn)象。
【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
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