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某化學(xué)小組同學(xué)利用如圖裝置對電解氯化銅實驗進行探究。
實驗裝置 實驗現(xiàn)象
電解約5min,陽極石墨表面產(chǎn)生大量氣泡,有刺激性氣味,溶液藍色稍微變淺;陰極石墨上附著紅色物質(zhì),溶液由藍色變?yōu)辄S綠色;U型管變熱,冷卻后溶液仍為黃綠色。
(1)對陽極實驗現(xiàn)象進行分析。
①陽極的電極反應(yīng)式為
2Cl--2e-=Cl2
2Cl--2e-=Cl2
。
②測定電解5min時陽極溶液的pH=2.61,結(jié)合化學(xué)用語解釋溶液pH減小的原因是
Cl2+H2O?H++Cl-+HClO,c(H+)增大,pH減小
Cl2+H2O?H++Cl-+HClO,c(H+)增大,pH減小
。
(2)探究陰極溶液變?yōu)辄S綠色的原因
查閱資料:CuCl2溶液中存在平衡:Cu2++4H2O?[Cu(H2O)]2+((藍色);Cu2++4Cl-?[CuCl4]2-(黃色)。
①甲認為,電解過程中,溫度升高,促使化學(xué)平衡發(fā)生移動,[CuCl4]2-濃度增大,導(dǎo)致溶液由藍色變?yōu)辄S綠色。但是他通過分析實驗現(xiàn)象否定了自己的假設(shè),他的證據(jù)為
冷卻后溶液仍為黃綠色
冷卻后溶液仍為黃綠色
。
②乙認為,電解過程中陰極發(fā)生反應(yīng):Cu2++e-+Cl-═CuCl↓且Cl-移向陽極的速率遠小于Cu2+在陰極放電的速率,導(dǎo)致陰極區(qū)
c
C
l
-
c
C
u
2
+
>2,溶液由藍色變?yōu)辄S綠色,并通過實驗證實了自己的猜想。他的實驗操作為:取2mL 0.1mol?L-1CuCl2溶液于試管中,加入
NaCl固體
NaCl固體
至飽和,溶液由藍色變?yōu)辄S綠色。
(3)實驗完成后,切斷電源,小組同學(xué)忘記將電極從溶液中取出,一段時間后,發(fā)現(xiàn)陰極石墨上析出的銅消失了,仔細觀察,并未看見固體沉積在U形管底部。對于“銅自動溶解之謎”,繼續(xù)探究。
①丙認為,Cu與CuCl2溶液發(fā)生反應(yīng)生成[CuCl2]-使Cu溶解:Cu2++2Cl-+Cu═2CuCl↓(白色);CuCl+Cl-?[CuCl2]-。他通過實驗證實了自己的猜想,他的實驗方案為
取陰極附近的溶液,加入銅粉振蕩,先產(chǎn)生白色沉淀,后沉淀溶解
取陰極附近的溶液,加入銅粉振蕩,先產(chǎn)生白色沉淀,后沉淀溶解

②丁認為,還可能是石墨電極與附著的銅構(gòu)成了原電池使電極上附著的Cu溶解。并設(shè)計了如圖所示的裝置證明了自己的假設(shè),請將裝置補充完整并寫出該電池總反應(yīng)的離子方程式。

電極b為:
;電解質(zhì)溶液C為:
原電解池陰極附近的溶液
原電解池陰極附近的溶液

電池總反應(yīng)的離子方程式:
2Cu+O2+8Cl-+4H+=2[CuCl4]2-+2H2O
2Cu+O2+8Cl-+4H+=2[CuCl4]2-+2H2O
。

【答案】2Cl--2e-=Cl2↑;Cl2+H2O?H++Cl-+HClO,c(H+)增大,pH減??;冷卻后溶液仍為黃綠色;NaCl固體;取陰極附近的溶液,加入銅粉振蕩,先產(chǎn)生白色沉淀,后沉淀溶解;銅;原電解池陰極附近的溶液;2Cu+O2+8Cl-+4H+=2[CuCl4]2-+2H2O
【解答】
【點評】
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發(fā)布:2024/4/20 14:35:0組卷:85引用:1難度:0.4
相似題
  • 1.現(xiàn)需設(shè)計一套實驗裝置來電解飽和食鹽水,并測量電解產(chǎn)生的氫氣的體積(約6mL)和檢驗氯氣的氧化性(不應(yīng)將多余的氯氣排入空氣中)。
    (1)試從如圖中選用幾種必要的儀器,連成一整套裝置,各種儀器接口的連接順序(填編號)是:
    A接
     
    ,接
     
    ,B接
     
    ,
     
     
    。
    (2)鐵棒接直流電源的
     
    極;碳棒上發(fā)生的電極反應(yīng)為
     
    。
    (3)能說明氯氣具有氧化性的實驗現(xiàn)象是
     

    (4)假定裝入的飽和食鹽水為50mL(電解前后溶液體積變化可忽略),當測得的氫氣換算成標準狀況下為5.6mL時,溶液的pH為
     
    。

    發(fā)布:2024/6/27 10:35:59組卷:42引用:4難度:0.5
  • 2.如圖所示,X為鐵、Y是石墨電極,a是飽和食鹽水,實驗開始前,在U形?管的兩邊同時各滴入幾滴酚酞試液,下列敘述錯誤的是( ?。?/h2>

    發(fā)布:2024/5/27 14:0:0組卷:613引用:5難度:0.7
  • 3.如圖是某同學(xué)用Cu在Fe片上鍍銅的實驗裝置,下列說法正確的是( ?。?/h2>

    發(fā)布:2024/5/27 14:0:0組卷:502引用:3難度:0.7
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