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，写出产生该物质的电极反应式： 。

（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】

（1）Cl2；2Cl－-2e－= Cl2↑

（2）电解过程放热导致温度升高，Cu2+ + 4Cl－ [CuCl4]2－正向移动；

（3）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；

（4）①证明在上述实验条件下，电解后的绿色溶液中存在[CuCl2]－；

②Cu2+ + 4Cl－+ Cu = 2[CuCl2]－；

③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】

试题分析：（1）电解过程中阳极发生氧化反应，溶液中的氯离子放电生成氯气，氯气溶于水，溶液可能呈现绿色，故答案为：Cl2；2Cl－-2e－= Cl2↑；

（2）电解过程放热导致温度升高，Cu2+ + 4Cl－ [CuCl4]2－正向移动，[CuCl4]2＿浓度增大，故答案为：电解过程放热导致温度升高，Cu2+ + 4Cl－ [CuCl4]2－正向移动；

（3）阳极生成了氯气，但阳极附近溶液仍为蓝色，说明不是生成氯气的缘故；Cu2+ + 4Cl＿ [CuCl4]2＿(黄色) ΔH＞0，温度降低，平衡正向移动，溶液应该呈现黄色，但U型管冷却后阴极附近溶液仍为绿色，因此乙的推断也不正确，故答案为：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；

（4）①根据信息，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，说明电解后的绿色溶液中存在[CuCl2]－，故答案为：证明在上述实验条件下，电解后的绿色溶液中存在[CuCl2]－；

②氯化铜晶体和铜粉加入2 mL浓盐酸中，加热获得含[CuCl2]＿的黄色溶液，反应的离子方程式为Cu2+ + 4Cl－+ Cu = 2[CuCl2]－，故答案为：Cu2+ + 4Cl－+ Cu = 2[CuCl2]－；

③c的步骤就是证明电解时阴极附近生成[CuCl2]＿是导致溶液变绿的原因，因此操作及现象为加入CuCl2蓝色溶液，直至溶液颜色与电解后绿色溶液基本相同，故答案为：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。