Question

7．部分難溶物的顏色和常溫下的Ksp如下表所示：

	Cu（OH）2	CuOH	CuCl	Cu2O
顏色	藍色	黃色	白色	磚紅色
Ksp（25℃）	1.6×10-19	1.0×10-14	1.2×10-6	-

某研究性學習小組對電解食鹽水進行了如下探究：
實驗Ⅰ：裝置如圖所示，接通電源后，發(fā)現a、b電極上均有氣泡產生．
（1）電解過程中的總離子反應方程式為2Cl^-+2H₂O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$2OH^-+H₂↑+Cl₂↑．
（2）為了確定電源的正、負極，下列操作一定行之有效的是BD．
A．觀察兩極產生氣體的顏色
B．往U形管兩端分別滴入數滴酚酞試液
C．用燃著的木條靠近U形管口
D．在U形管口置一張濕潤的淀粉KI試紙
實驗Ⅱ：把上述電解裝置的石墨棒換成銅棒，用直流電源進行電解，裝置如圖所示．
觀察到的現象如下所示：
①開始無明顯現象，隨后液面以下的銅棒表面逐漸變暗；
②5min后，b極附近開始出現白色沉淀，并逐漸增多，且向a極擴散；
③10min后，最靠近a極的白色沉淀開始變成紅色；
④12min后，b極附近的白色沉淀開始變成黃色，然后逐漸變成橙黃色；
⑤a極一直有大量氣泡產生；
⑥停止電解，將U形管中懸濁液靜置一段時間后，上層溶液呈無色，沒有出現藍色，下層沉淀全部顯磚紅色．
（3）a極發(fā)生的電極反應方程式為：2H⁺+2e^-=H₂↑（或2H₂O+2e^-═2OH^-+H₂↑）．
（4）電解5min后，b極發(fā)生的電極反應方程式為：Cu+Cl^--e^-═CuCl↓．
（5）12min后，b極附近出現的橙黃色沉淀的成分是CuOH和Cu₂O，原因是K_sp（CuOH）＜K_sp（CuCl），CuCl轉化為黃色的CuOH沉淀，CuOH不穩(wěn)定分解生成Cu₂O，所以橙黃色沉淀的成分為CuOH和Cu₂O的混合物．

Answer 1

分析 （1）該裝置中電極都是惰性電極，陽極上氯離子放電生成氯氣、陰極上水得電子生成氫氣同時生成氫氧根離子；
（2）在電解氯化鈉的裝置中，和電源正極相連的是陽極，該極上會產生氯氣，和負極相連的是陰極，該極上產生的是氫氧化鈉和氫氣，根據產物的性質來判斷電極；
（3）在電解池的陰極上是陽離子發(fā)生得電子的還原反應；
（4）根據題意：電解5min后會產生白色沉淀來回答；
（5）根據表中物質的顏色，CuOH是黃色，但是其不穩(wěn)定，易分解為磚紅色的氧化亞銅．

解答 解：（1）電解飽和食鹽水得到的產物是氫氧化鈉、氯氣和氫氣，故答案為：2Cl^-+2H₂O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$2OH^-+H₂↑+Cl₂↑，故答案為：2Cl^-+2H₂O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$2OH^-+H₂↑+Cl₂↑；
（2）電解氯化鈉的裝置中，和電源正極相連的是陽極，該極上會產生氯氣，和負極相連的是陰極，該極上產生的是氫氧化鈉和氫氣，
A．電解池的陽極上可以產生氯氣等有顏色的氣體，還可以產生氧氣等無色氣體，故觀察兩極產生氣體的顏色不可以判斷正負極，故A錯誤；
B．往U形管兩端分別滴入數滴酚酞試液，變紅色的即是陰極，對應的是電源的負極，故B正確；
C．用燃著的木條靠近U形管口，只能檢驗有氫氣或是氧氣產生時的電極反應，但是對其他物質的產生無法檢驗，故C錯誤；
D．在U形管口置一張濕潤的淀粉KI試紙，能使?jié)駶櫟牡矸跭I試紙變藍證明氯氣的產生，該電極是陽極，對應的是電源的正極，故D正確．
故選BD；
（3）a極是陰極，在電解池的陰極上是水中的陽離子氫離子發(fā)生得電子的還原反應：2H⁺+2e^-=H₂↑（或2H₂O+2e^-═2OH^-+H₂↑），
故答案為：2H⁺+2e^-=H₂↑（或2H₂O+2e^-═2OH^-+H₂↑）；
（4）根據題意知道電解5min后，b極產生的白色沉淀，從表中知道，該物質是CuCl，所以該極上發(fā)生的電極反應方程式為Cu+Cl^--e^-═CuCl↓，
故答案為：Cu+Cl^--e^-═CuCl↓；
（5）根據題意結合表中物質的顏色知道：12min后，b極附近出現的橙黃色沉淀的成分是CuOH和Cu₂O，因為K_sp（CuOH）＜K_sp（CuCl），所以電解過程中CuCl轉化為黃色的CuOH沉淀，CuOH不穩(wěn)定分解生成Cu₂O，導致物質的顏色為橙色，
故答案為：CuOH和Cu₂O；K_sp（CuOH）＜K_sp（CuCl），CuCl轉化為黃色的CuOH沉淀，CuOH不穩(wěn)定分解生成Cu₂O，所以橙黃色沉淀的成分為CuOH和Cu₂O的混合物．

點評 本題考查電解原理，為高頻考點，涉及電極反應式的書寫、物質檢驗、難溶物的轉化等知識點，明確實驗原理及物質性質是解本題關鍵，知道各個電極上發(fā)生的反應，側重考查學生分析判斷能力，題目難度中等．