Question

在玻璃圆筒中盛有两种无色的互不相溶的中性液体。上层液体中插入两根石墨电极，圆筒内还放有一根下端弯成环状的玻璃搅棒，可以上下搅动液体，装置如下图所示。接通电源，阳极周围的液体呈现棕色，且颜色由浅变深，阴极上有气泡生成。停止通电，取出电极，用搅棒上下剧烈搅动。静置后液体又分成两层，下层液体呈紫红色，上层液体几乎无色。?

根据上述实验完成：?

(1)阳极上的电极反应式为________________。?

(2)阴极上的电极反应式为________________。?

(3)原上层液体是________。?

(4)原下层液体是________。?

(5)搅拌后两层液体颜色发生变化的原因是________________。

(6)要检验上层液体中含有的金属离子，其方法是________，现象是________________。

Answer 1

(1)2I^--2e^-I₂?

(2)2H⁺+2e^-H₂↑?

(3)KI(或NaI等)水溶液?

(4)CCl₄(或CHCl₃等)?

(5)I₂在CCl₄中的溶解度大于在水中的溶解度，所以绝大部分I₂都转移到CCl₄中?

(6)焰色反应　透过蓝色钴玻璃观察火焰呈紫色(其他合理答案也可。例如，若③中答NaI水溶液，这里答火焰呈黄色)

解析:

(1)使用惰性电极(石墨)电解溶液时，阳极上离子按照I^-、Br^-、Cl^-、OH^-顺序失电子，结合题目给出的“下层液体呈紫红色”，可知这里是I^-失电子生成I₂。所以阳极反应是：2I^--2e^-I₂。?

(2)电解时，阴极发生得电子反应，溶液中能得电子变成气体的只有H⁺，生成H₂。所以负极反应是：2H⁺+2e^-H₂↑。?

(3)两种无色的互不相溶的中性液体，一为水溶液，一为有机溶剂。根据对电解过程的分析，反应会产生I₂，最后I₂会被有机溶剂萃取。因为最后下层液体呈紫红色，所以有机溶剂密度比水大。上层的水溶液应该为含I^-的盐溶液，例如KI溶液、NaI溶液等。下层液体为CCl₄、CHCl₃等密度比水大的有机溶剂。?

(4)见(3)的分析。?

(5)I₂在有机溶剂中的溶解度大于在水中的溶解度，所以绝大部分I₂都转移到有机溶剂中，有机溶剂显示出紫红色。?

(6)可以通过焰色反应来检验。若前面填KI，则这里正确的方法是：用铂丝蘸取少量溶液放在无色火焰上灼烧，透过蓝色钴玻璃可观察火焰呈紫色(其他合理答案也可。例如，若③中答NaI水溶液，这里答火焰呈黄色)。?