Question

CuCl₂溶液中的銅主要以Cu (H₂O)₄²⁺、CuCl₄^2-形式存在，它們間有如下轉化關系：Cu(H₂O)₄²⁺(藍色)+4Cl^-CuCl₄^2-(黃色)+4H₂O；電解不同濃度的CuCl₂溶液，均可看做Cu²⁺、Cl^-直接放電。下圖為電解濃度較大CuCl₂溶液的裝置，實驗開始后，觀察到丙中的KI-淀粉溶液慢慢變藍。回答下列問題：
 
（1）甲電極的電極反應式為_________________。
（2）丙中溶液變藍是乙電極產物與KI反應導致的，該反應的化學方程式為_________________。
（3）隨電解的不斷進行，U型管中溶液的顏色變化為__________；
A．由黃色變為淺藍色    B．由藍色變為淺黃色
溶液顏色變化的原因是_________________。
（4）當電解到一定程度，甲電極附近出現藍色Cu(OH) ₂絮狀物。經測，甲電極附近溶液的pH＝a，此時甲電極附近溶液中c(Cu²⁺)＝______ mol·L^-1。(已知：Cu(OH) ₂的K_sp＝2.2×10^-20)。
（5）電解較長時間后，丙中溶液的藍色又會褪去，這是因為乙電極產物進一步將I₂氧化為IO₃^-。該反應的離子方程式為______________。

Answer 1

（1）Cu²⁺+2e^-＝Cu（2分）
（2）Cl₂+2KI＝2KCl+I₂（2分）
（3）A（1分） 隨電解進行，Cl^—不斷消耗，CuCl₄^2-轉化為Cu(H₂O)₄²⁺（2分）
（4）2.2×10^(8－2a)（3分）
（5）5Cl₂+I₂+6H₂O＝10Cl^-+2IO₃^-+12H⁺（3分）

解析試題分析：（1）實驗開始后，觀察到丙中的KI-淀粉溶液慢慢變藍，這說明乙電極產生氯氣，即乙電極是陽極，所以甲電極是陰極，溶液中的銅離子放電，電極反應式為Cu²⁺+2e^-＝Cu。
（2）氯氣具有氧化性，能氧化碘化鉀生成單質碘，碘遇淀粉顯藍色，所以反應的化學方程式為Cl₂+2KI＝2KCl+I₂。
（3）由于隨電解進行，Cl^—不斷消耗，使平衡Cu(H₂O)₄²⁺(藍色)+4Cl^-CuCl₄^2-(黃色)+4H₂O 向逆反應方向移動，因此CuCl₄^2-轉化為Cu(H₂O)₄²⁺，所以答案選A。
（4）甲電極附近溶液的pH＝a，則溶液中氫離子濃度是10^－amol/L，則溶液中OH^－濃度是10^a－14mol/L，所以根據氫氧化銅的溶度積常數可知，溶液中銅離子濃度是=2.2×10^(8－2a)mol/L。
（5）氯氣具有強氧化性，當碘化鉀完全被氧化后，繼續通入氯氣可以把單質碘氧化生成碘酸鹽，反應的離子方程式為5Cl₂+I₂+6H₂O＝10Cl^-+2IO₃^-+12H⁺。
考點：考查電化學原理的應用、溶解平衡以及氧化還原反應方程式的書寫等