實驗小組用石墨電極電解25%的CuCl2溶液,實驗現(xiàn)象如下表。
實驗裝置 |
實驗現(xiàn)象 |
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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?;b極產(chǎn)生有刺激性氣味的氣體,電極附近的溶液酸性增強。 |
已知:Cu+Cu
2++2Cl
-=2CuCl↓(白色);Cu(NH
3)
2+為無色,Cu(NH
3)
42+為藍色
(1)a極析出紅色固體的反應式
Cu2++2e-═Cu
Cu2++2e-═Cu
。
(2)分析電解后b極附近溶液酸性增強的原因。
①甲同學認為是H
2O在陽極放電造成的。通過檢驗電解產(chǎn)物不存在
O2
O2
(填化學式),證實甲同學觀點不成立。
②乙同學認為是Cl
-在陽極放電造成的,產(chǎn)生Cl
2后發(fā)生反應:
Cl2+H2O?HCl+HClO
Cl2+H2O?HCl+HClO
,導致溶液顯酸性。實驗證實乙同學的觀點正確,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:AgNO
3溶液、品紅溶液、Mg條
(3)探究棕黑色物質的成分。查閱資料后提出假設:
Ⅰ.電解析出銅的速率快,形成黑色的納米銅
Ⅱ.發(fā)生反應:Cu
2++Cu
++4Cl
-+H
2O?[Cu(Ⅱ)Cu(Ⅰ)Cl
4(H
2O)]
-(棕黑色)
取棕黑色液體進行以下實驗:
①無色溶液放置一段時間后變藍的原因是
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實驗證實了棕黑色物質中含有[Cu(Ⅱ)Cu(Ⅰ)Cl
4(H
2O)]
-。分析棕黑色液體加水產(chǎn)生白色沉淀的可能原因(寫出一點):
加水,Q>K,平衡Cu2++Cu++4Cl-+H2O?[Cu(II)Cu(I)Cl4(H2O)]-向逆反應方向移動,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)]-向逆反應方向移動,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Cu+Cu2++2Cl-═2CuCl↓,產(chǎn)生CuCl沉淀
。
③丙同學根據(jù)“淺紅棕色氣體”的現(xiàn)象,判斷棕黑色物質中含有納米銅。丙同學的分析是否合理,請說明理由
不合理,因為棕黑色物質中含有[Cu(II)Cu(I)Cl4(H2O)]-,其中含+1價Cu,具有還原性,也可與濃硝酸反應產(chǎn)生“淺紅棕色氣體”的現(xiàn)象
不合理,因為棕黑色物質中含有[Cu(II)Cu(I)Cl4(H2O)]-,其中含+1價Cu,具有還原性,也可與濃硝酸反應產(chǎn)生“淺紅棕色氣體”的現(xiàn)象
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