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實(shí)驗(yàn)小組探究不同濃度CuCl2溶液的電解反應(yīng)。分別用石墨電極電解0.1mol/LCuCl2溶液和5mol/LCuCl2溶液,記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象如下表。
實(shí)驗(yàn)裝置 實(shí)驗(yàn)編號(hào)及試劑 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象
菁優(yōu)網(wǎng) ①0.1mol/LCuCl2溶液(藍(lán)色) 陽(yáng)極:產(chǎn)生有刺激性氣味的氣體
陰極:電極上有紅色固體析出
②5mol/LCuCl2溶液(綠色) 陽(yáng)極:產(chǎn)生有刺激性氣味的氣體
陰極:電極上有少量紅色固體和白色固體析出,同時(shí)電極附近液體變?yōu)楹谏?/td>
(1)經(jīng)檢驗(yàn),陽(yáng)極產(chǎn)生的氣體能使?jié)駶?rùn)的淀粉KI試紙變藍(lán)。①中電解反應(yīng)的化學(xué)方程式為
CuCl2
電解
Cu+Cl2
CuCl2
電解
Cu+Cl2
。
Ⅰ.探究②中產(chǎn)生白色固體的原因。
查閱資料:
?。帢O附近的白色固體為CuCl,Ksp(CuCl)=1.2×10-6;
ⅱ.Cu+在水溶液中單獨(dú)存在時(shí)不穩(wěn)定,容易發(fā)生反應(yīng):2Cu+(aq)?Cu(s)+Cu2+(aq)。
結(jié)合資料分析CuCl產(chǎn)生的路徑有如下兩種可能:
(2)路徑1:陰極發(fā)生電極反應(yīng)分兩步:
?。?
Cu2++e-=Cu+
Cu2++e-=Cu+

ⅱ.Cu++e-=Cu,同時(shí)伴隨反應(yīng)Cu++Cl-=CuCl↓,生成白色沉淀。
(3)路徑2:陰極發(fā)生電極反應(yīng)Cu++e-=Cu,而后發(fā)生反應(yīng)a:
Cu+Cu2++2Cl-=2CuCl↓
Cu+Cu2++2Cl-=2CuCl↓
(寫出離子方程式),生成白色沉淀。同學(xué)們通過(guò)實(shí)驗(yàn)證明反應(yīng)a可以發(fā)生,其實(shí)驗(yàn)操作和現(xiàn)象是
在5mol/LCuCl2溶液中加入少量銅粉(或打磨過(guò)的銅片),觀察到有白色固體生成
在5mol/LCuCl2溶液中加入少量銅粉(或打磨過(guò)的銅片),觀察到有白色固體生成
。
Ⅱ.探究②中陰極區(qū)液體中黑色物質(zhì)的成分。
進(jìn)一步查閱資料,提出以下猜想。
猜想1.生成氫氧化銅,進(jìn)而轉(zhuǎn)化為極細(xì)小的氧化銅;
猜想2.生成銅的速率快,形成黑色納米銅;
猜想3.發(fā)生反應(yīng)Cu2++Cu++4Cl-+H2O?[Cu(Ⅱ)Cu(Ⅰ)Cl4(H2O)]-(棕黑色)。
(4)若猜想1成立,則陰極一定還存在的電極反應(yīng)是
2H2O+2e-=H2↑+2OH-
2H2O+2e-=H2↑+2OH-

取2mL黑色液體于試管中,分別加入不同試劑,記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象如下表。
實(shí)驗(yàn)編號(hào)
加入試劑 4mL濃HNO3 4mL濃HCl 4mLH2O
實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 溶液變澄清,呈綠色,試管口有淺紅棕色氣體生成 黑色液體顏色變深 溶液變澄清,呈綠色,同時(shí)出現(xiàn)少量白色沉淀
(5)甲同學(xué)根據(jù)實(shí)驗(yàn)③產(chǎn)生的現(xiàn)象得出結(jié)論:黑色液體中一定有納米銅。乙同學(xué)認(rèn)為甲同學(xué)的結(jié)論不合理,他做出判斷的依據(jù)是
若猜想3成立,[Cu(II)Cu(I)Cl4(H2O)]-中+1價(jià)銅具有還原性,也可與硝酸反應(yīng)產(chǎn)生類似的現(xiàn)象
若猜想3成立,[Cu(II)Cu(I)Cl4(H2O)]-中+1價(jià)銅具有還原性,也可與硝酸反應(yīng)產(chǎn)生類似的現(xiàn)象
。
(6)由上述實(shí)驗(yàn)可得到的關(guān)于黑色物質(zhì)成分的結(jié)論是
色物質(zhì)中一定含[Cu(II)Cu(I)Cl4(H2O)]-,可能含納米銅粉
色物質(zhì)中一定含[Cu(II)Cu(I)Cl4(H2O)]-,可能含納米銅粉
。

【考點(diǎn)】電解原理
【答案】CuCl2
電解
Cu+Cl2↑;Cu2++e-=Cu+;Cu+Cu2++2Cl-=2CuCl↓;在5mol/LCuCl2溶液中加入少量銅粉(或打磨過(guò)的銅片),觀察到有白色固體生成;2H2O+2e-=H2↑+2OH-;若猜想3成立,[Cu(II)Cu(I)Cl4(H2O)]-中+1價(jià)銅具有還原性,也可與硝酸反應(yīng)產(chǎn)生類似的現(xiàn)象;色物質(zhì)中一定含[Cu(II)Cu(I)Cl4(H2O)]-,可能含納米銅粉
【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
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發(fā)布:2024/6/27 10:35:59組卷:116引用:2難度:0.5
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  • 1.某研究小組在電壓為24V時(shí)進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn),電解3分鐘后,發(fā)現(xiàn)下列現(xiàn)象。
    編號(hào)
    裝置  菁優(yōu)網(wǎng)  菁優(yōu)網(wǎng)  菁優(yōu)網(wǎng) 
    現(xiàn)象 小燈泡微弱發(fā)光,兩極均產(chǎn)生氣泡,陽(yáng)極附近出現(xiàn)白色渾濁,陰極附近無(wú)明顯變化 兩極均產(chǎn)生氣泡,溶液無(wú)明顯變化 兩極均產(chǎn)生氣泡,陽(yáng)極附近出現(xiàn)白色渾濁,陰極附近無(wú)明顯變化
    下列說(shuō)法不正確的是(  )

    發(fā)布:2024/10/28 16:30:4組卷:60引用:3難度:0.6
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    發(fā)布:2024/10/29 2:30:1組卷:49引用:2難度:0.7
  • 菁優(yōu)網(wǎng)3.納米二氧化鈦?zhàn)鳛橐环N新型的光催化劑,其用途相當(dāng)廣泛.金屬鈦具有優(yōu)良的性能,是航天工業(yè)的重要材料.水解法制備納米二氧化鈦和電解鈦的過(guò)程如下:
    TiCl4
    水解
    TiO2?nH2O
    洗滌
    脫水干燥
    TiO2
    特殊處理
    復(fù)合TiO2
    電解
    Ti
    Ⅰ.TiCl4的水解:
    (1)寫出TiCl4水解的化學(xué)方程式:
     

    (2)TiO2?nH2O中鈦的化合價(jià)為
     
    ,檢驗(yàn)TiO2?nH2O是否洗凈的方法是
     

    Ⅱ.電解法制備金屬鈦:
    用TiO2與石墨制成復(fù)合電極來(lái)電解CaCl2和CaO的熔融物,從而制取鈦,陰極產(chǎn)生的Ca立即還原TiO2,TiO2也能直接得電子生成Ti,其電解示意圖如圖所示:
    (3)陰極區(qū)發(fā)生的反應(yīng)有
     
    (填電極反應(yīng)式,下同)、2Ca+TiO2=Ti+2CaO、
     

    (4)無(wú)鉑堿性膜氫氧燃料電池(KOH為電解質(zhì))是一種低成本的高能燃料電池,可用于上述電解的電源,該燃料電池負(fù)極的電極反應(yīng)式為
     

    發(fā)布:2024/10/31 8:0:1組卷:11引用:1難度:0.5
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