Question

部分難溶物的顏色和常溫下的K_sp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_________________________________________。
（2）為了確定電源的正、負極，下列操作一定行之有效的是　　   　　。
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；
②5 min后，b極附近開始出現白色沉淀，并逐漸增多，且向a極擴散；
③10 min后，最靠近a極的白色沉淀開始變成紅色；
④12 min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極發生的電極反應方程式為________________________________________________________。
（4） 電解5 min后，b極發生的電極反應方程式為___________________________________________。
（5）12 min后，b極附近出現的橙黃色沉淀的成分是　　　　　，原因是___________________________________________________________________________________。

Answer 1

（1）2Cl^－＋2H₂O2OH^－＋H₂↑＋Cl₂↑
（2）BD
（3）2H⁺＋2e^－= H₂↑ （或2H₂O＋2e^－=2OH^－＋H₂↑）
（4）Cu＋Cl^－－e^－=CuCl↓
（5）CuOH和Cu₂O  　K_sp(CuOH)<K_sp(CuCl)，CuCl轉化為黃色的CuOH沉淀，CuOH不穩定分解生成Cu₂O，所以橙黃色沉淀的成分為CuOH和Cu₂O的混合物。

解析試題分析：Ⅰ（1） a、b電極上均有氣泡產生，說明電解NaCl產生了H₂和Cl₂，所以總離子反應方程式為2Cl^－＋2H₂O2OH^－＋H₂↑＋Cl₂↑
（2）往U形管兩端分別滴入數滴酚酞試液，產生紅色的一極是陰極，連接電源的負極；另一極是陽極，連接電源的正極。在U形管口置一張濕潤的淀粉­KI試紙，濕潤的淀粉­KI試紙變藍的一極是陽極，連接電源的正極。所以BD可以。
Ⅱ把電解裝置的石墨棒換成銅棒，用直流電源進行電解。②5 min后，b極附近開始出現白色沉淀，白色沉淀為CuCl；③10 min后，最靠近a極的白色沉淀開始變成紅色；紅色沉淀為Cu₂O④12 min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；黃色沉淀為CuOH⑤a極一直有大量氣泡產生，氣泡為H₂；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，下層沉淀全部為Cu₂O。所以a極發生的電極反應方程式為2H⁺＋2e^－= H₂↑ （或2H₂O＋2e^－=2OH^－＋H₂↑），電解5 min后，b極發生的電極反應方程式為Cu＋Cl^－－e^－=CuCl↓。因為K_sp(CuOH)<K_sp(CuCl)，CuCl轉化為黃色的CuOH沉淀，CuOH不穩定分解生成Cu₂O，所以橙黃色沉淀的成分為CuOH和Cu₂O的混合物。所以2 min后，b極附近出現的橙黃色沉淀的成分是CuOH和Cu₂O。
考點：原電池、電解池綜合考查。