Question

某化学研究小组以铜为电极电解饱和食盐水，探究过程如下：
实验1：如右图所示连接装置，电源接通后，与电池负极相连的铜丝上有大量气泡产生；与电池正极相连的铜丝由粗变细．电解开始30s内，阳极附近出现白色浑浊，然后开始出现橙黄色浑浊，此时测定溶液的pH约为10．随着沉淀量的逐渐增加，橙黄色沉淀慢慢聚集在试管底部，溶液始终未出现蓝色．
 实验2：将实验1中试管底部的橙黄色沉淀取出，分装在两支小试管中，以后的操作和现象如下：

序号	操作	现象
①	滴入稀硝酸溶液	沉淀溶解，有无色气泡产生，最终得到蓝色溶液
②	滴入稀硫酸溶液	橙黄色沉淀转变为紫红色不溶物，溶液呈现蓝色

阅读资料：常见铜的化合物颜色如下：

物质	颜色	物质	颜色
氯化铜	固体呈棕色，浓溶液呈绿色，稀溶液呈蓝色	氢氧化亚铜（不稳定）	橙黄色
碱式氯化铜	绿色	氢氧化铜	蓝色
氧化亚铜	砖红色或橙黄色	氯化亚铜	白色

请回答下列问题：
（1）铜的常见正化合价为

 

、

 

，最终试管底部橙黄色沉淀的化学式

 

．
（2）阴极上发生的反应为

 

；阳极上发生的反应为

 

．
（3）写出实验2中①、②的离子方程式：
①

 

，②

 

．

Answer 1

考点：电解原理

专题：电化学专题

分析：（1）根据氯化铜、氧化亚铜判断铜的化合价；根据固体颜色判断试管底部橙黄色沉淀的物质成分；
（2）根据放电顺序及实验现象判断生成物，并写出电极反应式；
（3）根据实验现象确定生成物并写出相应的离子方程式；

解答： 解析：（1）铜有+1价和+2价，据实验1的现象说明橙黄色沉淀较稳定，再结合铜的化合物的颜色知该物质应为Cu₂O，而Cu₂O也符合实验2中的要求，故答案为：+1、+2；Cu₂O；
（2）在阴极上H⁺放电，反应为2H⁺+2e^-═H₂↑，而阳极为铜，电极本身失电子，铜失电子生成亚铜离子进入溶液，亚铜离子和氯离子生成氯化亚铜白色沉淀即反应为Cu-e^-+Cl^-═CuCl↓，故答案为：2H⁺+2e^-═H₂↑Cu+Cl^--e^-═CuCl↓；
（3）根据实验现象及硝酸和氧化亚铜的性质、及常见铜的化合物颜色判断，生成物是一氧化氮、硝酸铜和水，所以离子方程式为3Cu₂O+2H⁺+2NO₃^-=6Cu²⁺+2NO↑+7H₂O
②根据实验现象及常见铜的化合物颜色，生成物是铜、硫酸铜和水，所以离子方程式为Cu₂O+2H⁺=Cu+Cu²⁺+H₂O．
故答案为：3Cu₂O+2H⁺+2NO₃^-=6Cu²⁺+2NO↑+7H₂O；Cu₂O+2H⁺=Cu+Cu²⁺+H₂O．

点评：本题以电解原理为载体考查了铜的常见化合物的性质及颜色，本题只有结合铜的常见化合物颜色才能正确解答．