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7.部分难溶物的颜色和常温下的Ksp如下表所示:
Cu(OH)2CuOHCuClCu2O
颜色蓝色黄色白色砖红色
Ksp(25℃)1.6×10-191.0×10-141.2×10-6-
某研究性学习小组对电解食盐水进行了如下探究:
实验Ⅰ:装置如图所示,接通电源后,发现a、b电极上均有气泡产生.
(1)电解过程中的总离子反应方程式为2Cl-+2H2O$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$2OH-+H2↑+Cl2↑.
(2)为了确定电源的正、负极,下列操作一定行之有效的是BD.
A.观察两极产生气体的颜色
B.往U形管两端分别滴入数滴酚酞试液
C.用燃着的木条靠近U形管口
D.在U形管口置一张湿润的淀粉KI试纸
实验Ⅱ:把上述电解装置的石墨棒换成铜棒,用直流电源进行电解,装置如图所示.
观察到的现象如下所示:
①开始无明显现象,随后液面以下的铜棒表面逐渐变暗;
②5min后,b极附近开始出现白色沉淀,并逐渐增多,且向a极扩散;
③10min后,最靠近a极的白色沉淀开始变成红色;
④12min后,b极附近的白色沉淀开始变成黄色,然后逐渐变成橙黄色;
⑤a极一直有大量气泡产生;
⑥停止电解,将U形管中悬浊液静置一段时间后,上层溶液呈无色,没有出现蓝色,下层沉淀全部显砖红色.
(3)a极发生的电极反应方程式为:2H++2e-=H2↑(或2H2O+2e-═2OH-+H2↑).
(4)电解5min后,b极发生的电极反应方程式为:Cu+Cl--e-═CuCl↓.
(5)12min后,b极附近出现的橙黄色沉淀的成分是CuOH和Cu2O,原因是Ksp(CuOH)<Ksp(CuCl),CuCl转化为黄色的CuOH沉淀,CuOH不稳定分解生成Cu2O,所以橙黄色沉淀的成分为CuOH和Cu2O的混合物.

分析 (1)该装置中电极都是惰性电极,阳极上氯离子放电生成氯气、阴极上水得电子生成氢气同时生成氢氧根离子;
(2)在电解氯化钠的装置中,和电源正极相连的是阳极,该极上会产生氯气,和负极相连的是阴极,该极上产生的是氢氧化钠和氢气,根据产物的性质来判断电极;
(3)在电解池的阴极上是阳离子发生得电子的还原反应;
(4)根据题意:电解5min后会产生白色沉淀来回答;
(5)根据表中物质的颜色,CuOH是黄色,但是其不稳定,易分解为砖红色的氧化亚铜.

解答 解:(1)电解饱和食盐水得到的产物是氢氧化钠、氯气和氢气,故答案为:2Cl-+2H2O$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$2OH-+H2↑+Cl2↑,故答案为:2Cl-+2H2O$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$2OH-+H2↑+Cl2↑;
(2)电解氯化钠的装置中,和电源正极相连的是阳极,该极上会产生氯气,和负极相连的是阴极,该极上产生的是氢氧化钠和氢气,
A.电解池的阳极上可以产生氯气等有颜色的气体,还可以产生氧气等无色气体,故观察两极产生气体的颜色不可以判断正负极,故A错误;
B.往U形管两端分别滴入数滴酚酞试液,变红色的即是阴极,对应的是电源的负极,故B正确;
C.用燃着的木条靠近U形管口,只能检验有氢气或是氧气产生时的电极反应,但是对其他物质的产生无法检验,故C错误;
D.在U形管口置一张湿润的淀粉KI试纸,能使湿润的淀粉KI试纸变蓝证明氯气的产生,该电极是阳极,对应的是电源的正极,故D正确.
故选BD;
(3)a极是阴极,在电解池的阴极上是水中的阳离子氢离子发生得电子的还原反应:2H++2e-=H2↑(或2H2O+2e-═2OH-+H2↑),
故答案为:2H++2e-=H2↑(或2H2O+2e-═2OH-+H2↑);
(4)根据题意知道电解5min后,b极产生的白色沉淀,从表中知道,该物质是CuCl,所以该极上发生的电极反应方程式为Cu+Cl--e-═CuCl↓,
故答案为:Cu+Cl--e-═CuCl↓;
(5)根据题意结合表中物质的颜色知道:12min后,b极附近出现的橙黄色沉淀的成分是CuOH和Cu2O,因为Ksp(CuOH)<Ksp(CuCl),所以电解过程中CuCl转化为黄色的CuOH沉淀,CuOH不稳定分解生成Cu2O,导致物质的颜色为橙色,
故答案为:CuOH和Cu2O;Ksp(CuOH)<Ksp(CuCl),CuCl转化为黄色的CuOH沉淀,CuOH不稳定分解生成Cu2O,所以橙黄色沉淀的成分为CuOH和Cu2O的混合物.

点评 本题考查电解原理,为高频考点,涉及电极反应式的书写、物质检验、难溶物的转化等知识点,明确实验原理及物质性质是解本题关键,知道各个电极上发生的反应,侧重考查学生分析判断能力,题目难度中等.

练习册系列答案
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17.下列不能形成配位键的组合是(  )
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18.在200℃下,S8(s)和O2(g)发生反应依次转化为SO2(g)和SO3(g).反应过程和能量关系可用下图简单表示(图中的△H表示生成1mol含硫产物的数据).由图得出的结论正确的是(  )
A.S8(s)的燃烧热△H=-8a kJ•mol-1
B.2SO3(g)═2SO2(g)+O2(g)△H=-2b kJ•mol-1
C.S8(s)+8O2(g)═8SO2(g)△H=-a kJ•mol-1
D.由1 mol S8(s)生成SO2的反应热△H=-(a+b) kJ•mol-1

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15.稀硫酸酸化后的软锰矿(主要成分为MnO2 )悬浊液可用于吸收燃煤尾气中的SO2,得到MnSO4;MnSO4可与KMnO4反应制备电池材料MnO2,同时生成H2SO4.下列用来解释事实的方程式不正确的是(  )
A.MnO2吸收SO2的反应:MnO2+SO2═MnSO4
B.MnO2作为碱性电池正极材料时的放电反应:MnO2+e-+H+═MnOOH
C.MnSO4与KMnO4反应制备MnO2:2MnO4-+3Mn2++2H2O═5MnO2+4H+
D.尾气中的SO2 还可用足量的氨水吸收:SO2+2NH3•H2O═2NH4++SO32-+H2O

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2.下表是元素周期表的一部分,参照元素在表中的位置,请用化学用语回答下列问题:
        族
周期
ⅠAⅡAⅢAⅣAⅤAⅥAⅦAO
1
2
3
4
5
(1)⑦的最低负价是-2;⑧的最高价含氧酸的化学式为HClO4
(2)③、④、⑦、⑧的简单离子半径由大到小的顺序为Cl->O2->Mg2+>Al3+
(3)⑤、⑥的单质中更容易与①的单质反应的是N2
(4)②、④的最高价氧化物的水化物之间发生反应的离子方程式Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O.
(5)⑧、⑨、⑩三种元素形成的氢化物水溶液酸性强弱顺序为:HI>HBr>HCl.
(6)海带中含有⑩元素,海带灰中含有该元素的简单阴离子,在硫酸酸化下,可用双氧水将其氧化为单质.写出该反应的离子方程式2H++H2O2+2I-=2H2O+I2

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12.能说明非金属性Cl>S的是(  )
①达到稳定结构时,氯原子只需要1个电子,而硫原子需要2个电子
②氯的含氧酸比硫的含氧酸的酸性强③还原性S2->Cl-
④稳定性HCl>H2S⑤酸性HCl>H2S⑥H2S+Cl2=S↓+2HCl
⑦2Fe+3Cl2$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2FeCl3 Fe+S$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$FeS
⑧Cl2与H2在光照或点燃下反应,而硫与H2加热下才反应.
A.全部B.②③④⑥C.③④⑥⑦⑧D.③④⑤⑥⑦⑧

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19.下列解释正确的是(  )
A.H2O很稳定,是因为水分子之间存在氢键
B.HF的熔、沸点在同族元素的氢化物中出现反常,是因为HF分子中有氢键
C.卤素单质从上到下熔沸点升高,是因为它们的组成结构相似,从上到下其摩尔质量增大,分子间的范德华力增大
D.氨气极易溶于水,与氢键没有关系

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16.A、B、C、D、E、F是原子序数依次增大的短周期主族元素,A的最外层电子数是次外层电子数的2倍,B是短周期中金属性最强的元素,C是同周期中阳离子半径最小的元素,D元素的最高价氧化物对应水化物与B元素的最高价氧化物对应水化物反应的产物M是制备木材防火剂的原料,E的最外层电子数与内层电子数之比为3?:5.请回答:
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18.下列说法正确的是(  )
①石油裂解得到的汽油是纯净物 ②石油裂解能得到乙烯,乙烯是生产聚乙烯的原料
③天然气是一种清洁的化石燃料 ④用酸性高锰酸钾溶液鉴别四氯化碳、环己烯和环己烷
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⑦煤液化后可以得到甲醇 ⑧煤中含有苯和甲苯,可以用蒸馏的方法把它们分离出来.
A.③④⑥⑦⑧B.②③④⑦C.③④⑤⑥⑦⑧D.③④⑦⑧

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