Question

5．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Cu²⁺+2e^-=Cu．
（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Cl₂+2KI=2KCl+I₂．
（3）隨電解的不斷進行，U型管中溶液的顏色變化為A；
A．由黃色變?yōu)闇\藍色　　　 B．由藍色變?yōu)闇\黃色
溶液顏色變化的原因是隨電解進行，Cl^-不斷消耗，CuCl₄^2-轉化為Cu（H₂O）₄²⁺．
（4）當電解到一定程度，甲電極附近出現(xiàn)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c（Cu²⁺）=2.2×10^（8-2a） mol•L^-1．（已知：Cu（OH） ₂的K_sp=2.2×10^-20）．

Answer 1

分析 （1）實驗開始后，觀察到丙中的KI-淀粉溶液慢慢變藍，說明丙中生成碘，應被氯氣氧化生成，則乙為陽極，生成氯氣，甲為陰極，發(fā)生還原反應生成銅；
（2）丙中的KI-淀粉溶液慢慢變藍，說明丙中生成碘，應是碘離子被氯氣氧化生成；
（3）隨著電解的進行，溶液中Cl^-不斷消耗，CuCl₄^2-轉化為Cu（H₂O）₄²⁺，由Cu（H₂O）₄²⁺（藍色）+4Cl^-?CuCl₄^2-（黃色）+4H₂O可知，溶液應逐漸變?yōu)樗{色；
（4）結合溶度積K_sp=c²（OH^-）×c（Cu²⁺），計算溶液濃度．結合題給信息書寫相關反應的離子方程式．

解答 解：實驗開始后，觀察到丙中的KI-淀粉溶液慢慢變藍，說明丙中生成碘，應被氯氣氧化生成，則乙為陽極，甲為陰極，
（1）甲為陰極，發(fā)生還原反應生成銅，電極方程式為Cu²⁺+2e^-=Cu，故答案為：Cu²⁺+2e^-=Cu；
（2）丙中溶液變藍是乙電極產物氯氣與KI反應導致的，反應的方程式為Cl₂+2KI=2KCl+I₂，
故答案為：Cl₂+2KI=2KCl+I₂；
（3）隨著電解的進行，溶液中Cl^-不斷消耗，CuCl₄^2-轉化為Cu（H₂O）₄²⁺，由Cu（H₂O）₄²⁺（藍色）+4Cl^-?CuCl₄^2-（黃色）+4H₂O可知，溶液應逐漸變?yōu)樗{色，
故答案為：A；隨電解進行，Cl^-不斷消耗，CuCl₄^2-轉化為Cu（H₂O）₄²⁺；
（4）K_sp=c²（OH^-）×c（Cu²⁺），c（Cu²⁺）=$\frac{2.2×1{0}^{-20}}{（1{0}^{a-14}）^{2}}$=2.2×10^（8-2a）（mol/L）
故答案為：2.2×10^（8-2a）．

點評 本題考查綜合考查電化學知識，側重于電解的原理和考查與應用，為高考常見題型和高頻考點，注意把握電極方程式的書寫，難度不大．