Question

【題目】某小組同學利用下圖裝置對電解氯化銅實驗進行了研究。

裝置	現象
	電解一段時間時，陽極石墨表面產生氣體，陰極石墨上附著紅色物質，燒杯壁變熱，溶液由藍色變為綠色

（1）甲認為電解過程中陽極產生的 是溶液變綠的原因，寫出產生該物質的電極反應式： 。

（2）乙查閱資料，CuCl2溶液中存在平衡：Cu2+ + 4Cl＿ [CuCl4]2＿(黃色) ΔH＞0。據此乙認為:電解過程中，[CuCl4]2＿(黃色)濃度增大，與CuCl2藍色溶液混合呈綠色。乙依據平衡移動原理推測在電解過程中[CuCl4]2＿濃度增大的原因： 。

（3）丙改用下圖裝置，在相同條件下電解CuCl2溶液，對溶液變色現象繼續探究。

裝置	現象
	電解相同時間時，陽極石墨表面產生氣泡，溶液仍為藍色；陰極石墨上附著紅色物質，溶液由藍色變為綠色；U型管變熱，冷卻后陰極附近溶液仍為綠色

丙通過對現象分析證實了甲和乙的觀點均不是溶液變綠的主要原因。丙否定甲的依據是 ，否定乙的依據是 。

（4）丙繼續查閱資料：

i. 電解CuCl2溶液時可能產生[CuCl2]＿，[CuCl2]＿摻雜Cu2+后呈黃色

ii. 稀釋含[CuCl2]＿的溶液生成CuCl白色沉淀據此丙認為：電解過程中，產生[CuCl2]＿摻雜Cu2+后呈黃色，與CuCl2藍色溶液混合呈綠色。

丙進行如下實驗：

a．取電解后綠色溶液2 mL，加20 mL水稀釋，靜置5分鐘后溶液中產生白色沉淀。

b. 另取少量氯化銅晶體和銅粉，向其中加2 mL濃鹽酸，加熱獲得含[CuCl2]＿的黃色溶液。

c. 冷卻后向上述溶液……

d. 取c中2 mL溶液，加20 mL水稀釋，靜置5分鐘后溶液中產生白色沉淀。

① a的目的是 。

② 寫出b中生成[CuCl2]＿的離子方程式： 。

③ 補充c中必要的操作及現象： 。

丙據此得出結論：電解時陰極附近生成[CuCl2]＿是導致溶液變綠的原因。

Answer 1

【答案】

（1）Cl2；2Cl－-2e－= Cl2↑

（2）電解過程放熱導致溫度升高，Cu2+ + 4Cl－ [CuCl4]2－正向移動；

（3）陽極附近溶液仍為藍色；U型管冷卻后陰極附近溶液仍為綠色；

（4）①證明在上述實驗條件下，電解后的綠色溶液中存在[CuCl2]－；

②Cu2+ + 4Cl－+ Cu = 2[CuCl2]－；

③加入CuCl2藍色溶液，直至溶液顏色與電解后綠色溶液基本相同。

【解析】

試題分析：（1）電解過程中陽極發生氧化反應，溶液中的氯離子放電生成氯氣，氯氣溶于水，溶液可能呈現綠色，故答案為：Cl2；2Cl－-2e－= Cl2↑；

（2）電解過程放熱導致溫度升高，Cu2+ + 4Cl－ [CuCl4]2－正向移動，[CuCl4]2＿濃度增大，故答案為：電解過程放熱導致溫度升高，Cu2+ + 4Cl－ [CuCl4]2－正向移動；

（3）陽極生成了氯氣，但陽極附近溶液仍為藍色，說明不是生成氯氣的緣故；Cu2+ + 4Cl＿ [CuCl4]2＿(黃色) ΔH＞0，溫度降低，平衡正向移動，溶液應該呈現黃色，但U型管冷卻后陰極附近溶液仍為綠色，因此乙的推斷也不正確，故答案為：陽極附近溶液仍為藍色；U型管冷卻后陰極附近溶液仍為綠色；

（4）①根據信息，取電解后綠色溶液2 mL，加20 mL水稀釋，靜置5分鐘后溶液中產生白色沉淀，說明電解后的綠色溶液中存在[CuCl2]－，故答案為：證明在上述實驗條件下，電解后的綠色溶液中存在[CuCl2]－；

②氯化銅晶體和銅粉加入2 mL濃鹽酸中，加熱獲得含[CuCl2]＿的黃色溶液，反應的離子方程式為Cu2+ + 4Cl－+ Cu = 2[CuCl2]－，故答案為：Cu2+ + 4Cl－+ Cu = 2[CuCl2]－；

③c的步驟就是證明電解時陰極附近生成[CuCl2]＿是導致溶液變綠的原因，因此操作及現象為加入CuCl2藍色溶液，直至溶液顏色與電解后綠色溶液基本相同，故答案為：加入CuCl2藍色溶液，直至溶液顏色與電解后綠色溶液基本相同。