19.實驗小組探究不同濃度CuCl2溶液的電解反應。分別用石墨電極電解0.1mol/LCuCl2溶液和5mol/LCuCl2溶液,記錄實驗現(xiàn)象如下表。
實驗裝置 |
實驗編號及試劑 |
實驗現(xiàn)象 |
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①0.1mol/LCuCl2溶液(藍色) |
陽極: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,同時電極附近液體變?yōu)楹谏?/td>
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(1)經(jīng)檢驗,陽極產(chǎn)生的氣體能使?jié)駶櫟牡矸跭I試紙變藍。①中電解反應的化學方程式為
。
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,K
sp(CuCl)=1.2×10
-6;
ⅱ.Cu
+在水溶液中單獨存在時不穩(wěn)定,容易發(fā)生反應:2Cu
+(aq)?Cu(s)+Cu
2+(aq)。
結合資料分析CuCl產(chǎn)生的路徑有如下兩種可能:
(2)路徑1:陰極發(fā)生電極反應分兩步:
?。?
ⅱ.Cu
++e
-=Cu,同時伴隨反應Cu
++Cl
-=CuCl↓,生成白色沉淀。
(3)路徑2:陰極發(fā)生電極反應Cu
++e
-=Cu,而后發(fā)生反應a:
(寫出離子方程式),生成白色沉淀。同學們通過實驗證明反應a可以發(fā)生,其實驗操作和現(xiàn)象是
。
Ⅱ.探究②中陰極區(qū)液體中黑色物質(zhì)的成分。
進一步查閱資料,提出以下猜想。
猜想1.生成氫氧化銅,進而轉化為極細小的氧化銅;
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Cu
2++Cu
++4Cl
-+H
2O?[Cu(Ⅱ)Cu(Ⅰ)Cl
4(H
2O)]
-(棕黑色)。
(4)若猜想1成立,則陰極一定還存在的電極反應是
。
取2mL黑色液體于試管中,分別加入不同試劑,記錄實驗現(xiàn)象如下表。
實驗編號 |
③ |
④ |
⑤ |
加入試劑 |
4mL濃HNO3 |
4mL濃HCl |
4mLH2O |
實驗現(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,同時出現(xiàn)少量白色沉淀 |
(5)甲同學根據(jù)實驗③產(chǎn)生的現(xiàn)象得出結論:黑色液體中一定有納米銅。乙同學認為甲同學的結論不合理,他做出判斷的依據(jù)是
。
(6)由上述實驗可得到的關于黑色物質(zhì)成分的結論是
。