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【题目】部分难溶物的颜色和常温下的Ksp如下表所示:

Cu(OH)2

CuOH

CuCl

Cu2O

颜色

蓝色

黄色

白色

砖红色

Ksp(25 ℃)

16×1019

10×1014

12×106

某研究性学习小组对电解食盐水进行了如下探究:

实验装置如图所示,接通电源后,发现ab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_________________________________________

2)为了确定电源的正、负极,下列操作一定行之有效的是_______

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:

开始无明显现象,随后液面以下的铜棒表面逐渐变暗;

②5 min后,b极附近开始出现白色沉淀,并逐渐增多,且向a极扩散;

③10 min后,最靠近a极的白色沉淀开始变成红色;

④12 min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;

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________________________________________________________

4 电解5 min后,b极发生的电极反应方程式为___________________________________________

512 min后,b极附近出现的橙黄色沉淀的成分是_____,原因是___________________________________________________________________________________

【答案】2Cl2H2O2OHH2Cl2 BD 2H+2e= H2(或2H2O2e=2OHH2 CuCle=CuCl↓ CuOHCu2O 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CuOHCu2O的混合物

【解析】

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。

(1)电解饱和食盐水得到的产物是氢氧化钠、氯气和氢气,离子方程式:2Cl2H2O2OHH2Cl2

故答案为:2Cl2H2O2OHH2Cl2

(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。

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逆反应速率

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v(A)=2mol·L-1·min-1

v(B)=2mol·L-1·min-1

B

v(A)=2mol·L-1·min-1

v(C)=2mol·L-1·min-1

C

v(A)=1mol·L-1·min-1

v(B)=2mol·L-1·min-1

D

v(A)=1mol·L-1·min-1

v(C)=1.5mol·L-1·min-1

A.AB.BC.CD.D

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假设二:该漂白粉全部变质,含________________

假设三:该漂白粉部分变质,含CaCl2CaClO2CaCO3

(进行实验)在答题卡上完成下表(不必检验Ca2+Cl-):

实验步骤

预期现象和结论

A试管取少量澄清石灰水备用,用B试管取少量样品,再向B试管___________________________

若无气体放出且澄清石灰水未见浑浊,则假设一成立;______________________________

__________________________

___________________________________________

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