Question

【题目】某小组同学利用下图装置对电解氯化铜实验进行了研究。

装置	现象
	电解一段时间时，阳极石墨表面产生气体，阴极石墨上附着红色物质，烧杯壁变热，溶液由蓝色变为绿色

（1）甲认为电解过程中阳极产生的_________是溶液变绿的原因。

（2）乙查阅资料，CuCl2溶液中存在平衡：Cu2+ + 4Cl- [CuCl4]2-(黄色) ΔH＞0。据此乙认为:电解过程中，[CuCl4]2-(黄色)浓度增大，与CuCl2蓝色溶液混合呈绿色。乙依据平衡移动原理推测在电解过程中[CuCl4]2-浓度增大的原因：________________。

（3）丙改用下图装置，在相同条件下电解CuCl2溶液，对溶液变色现象继续探究。

装置	现象
	电解相同时间时，阳极石墨表面产生气泡，溶液仍为蓝色；阴极石墨上附着红色物质，溶液由蓝色变为绿色；U型管变热，冷却后阴极附近溶液仍为绿色

丙通过对现象分析证实了甲和乙的观点均不是溶液变绿的主要原因。丙否定甲的依据是________，否定乙的依据是________________。

（4）丙继续查阅资料：

i. 电解CuCl2溶液时可能产生[CuCl2]-，[CuCl2]-掺杂Cu2+后呈黄色

ii. 稀释含[CuCl2]-的溶液生成CuCl白色沉淀据此丙认为：电解过程中，产生[CuCl2]-掺杂Cu2+后呈黄色，与CuCl2蓝色溶液混合呈绿色。

丙进行如下实验：

a．取电解后绿色溶液2 mL，加20 mL水稀释，静置5分钟后溶液中产生白色沉淀。

b. 另取少量氯化铜晶体和铜粉，向其中加2 mL浓盐酸，加热获得含[CuCl2]-的黄色溶液。

c. 冷却后向上述溶液……

d. 取c中2 mL溶液，加20 mL水稀释，静置5分钟后溶液中产生白色沉淀。

① a的目的是__________________。

② 写出b中生成[CuCl2]-的离子方程式：____________________。

③ 补充c中必要的操作及现象：____________________。

丙据此得出结论：电解时阴极附近生成[CuCl2]-是导致溶液变绿的原因。

Answer 1

【答案】 Cl2 电解过程放热导致温度升高，Cu2+ + 4Cl－ [CuCl4]2－正向移动 阳极附近溶液仍为蓝色 U型管冷却后阴极附近溶液仍为绿色 证明在上述实验条件下，电解后的绿色溶液中存在[CuCl2]－ Cu2+ + 4Cl－+ Cu 2[CuCl2]－ 加入CuCl2蓝色溶液，直至溶液颜色与电解后绿色溶液基本相同

【解析】(1) 用石墨作阴阳极，电解CuCl2溶液，阳极石墨上析出氯气，氯气呈黄绿色，能溶于水，使水溶液呈绿色。正确答案为氯气（或Cl2）。

(2)在CuCl2溶液中存在平衡：Cu2+ + 4Cl— [CuCl4]2— (黄色) ΔH＞0，根据实验现象，电解后烧杯壁变热，说明温度升高了，使该平衡向正反应方向移动，使[CuCl4]2—浓度增大。

(3)丙的实验证明电解后在阳极上仍有氯气产生，但阳极附近的溶液没有变绿色，仍是蓝色，所以否定了甲；而阴极上有红色物质析出，溶液由蓝色变绿色，U型管变热，这些现象与乙的相同，但是冷却后溶液仍为绿色，可见，温度的改变并没有改变溶液的颜色，也就是说上述平衡没有受温度的改变而移动，所以否定了乙。

(4) ①根据资料“ii ：稀释含[CuCl2]—的溶液生成CuCl白色沉淀”。所以a操作的目的就是证明上述实验，电解后的绿色溶液中含[CuCl2]－；② 根据b叙述中涉及到的物质，即可写出反应的离子方程式为Cu2+ + 4Cl－+ Cu2[CuCl2]－ 。③根据资料“i：[CuCl2]—掺杂Cu2+后才呈黄色”，所以c的操作就是加入CuCl2溶液，直至溶液也呈绿色，再重复操作a，有白色沉淀生成，证明绿色溶液中确实含有[CuCl2]—。