Question

CuCl₂溶液中的铜主要以Cu (H₂O)₄²⁺、CuCl₄^2-形式存在，它们间有如下转化关系：Cu(H₂O)₄²⁺(蓝色)+4Cl^-CuCl₄^2-(黄色)+4H₂O；电解不同浓度的CuCl₂溶液，均可看做Cu²⁺、Cl^-直接放电。下图为电解浓度较大CuCl₂溶液的装置，实验开始后，观察到丙中的KI-淀粉溶液慢慢变蓝。回答下列问题：
 
（1）甲电极的电极反应式为_________________。
（2）丙中溶液变蓝是乙电极产物与KI反应导致的，该反应的化学方程式为_________________。
（3）随电解的不断进行，U型管中溶液的颜色变化为__________；
A．由黄色变为浅蓝色    B．由蓝色变为浅黄色
溶液颜色变化的原因是_________________。
（4）当电解到一定程度，甲电极附近出现蓝色Cu(OH) ₂絮状物。经测，甲电极附近溶液的pH＝a，此时甲电极附近溶液中c(Cu²⁺)＝______ mol·L^-1。(已知：Cu(OH) ₂的K_sp＝2.2×10^-20)。
（5）电解较长时间后，丙中溶液的蓝色又会褪去，这是因为乙电极产物进一步将I₂氧化为IO₃^-。该反应的离子方程式为______________。

Answer 1

（1）Cu²⁺+2e^-＝Cu（2分）
（2）Cl₂+2KI＝2KCl+I₂（2分）
（3）A（1分） 随电解进行，Cl^—不断消耗，CuCl₄^2-转化为Cu(H₂O)₄²⁺（2分）
（4）2.2×10^(8－2a)（3分）
（5）5Cl₂+I₂+6H₂O＝10Cl^-+2IO₃^-+12H⁺（3分）

解析试题分析：（1）实验开始后，观察到丙中的KI-淀粉溶液慢慢变蓝，这说明乙电极产生氯气，即乙电极是阳极，所以甲电极是阴极，溶液中的铜离子放电，电极反应式为Cu²⁺+2e^-＝Cu。
（2）氯气具有氧化性，能氧化碘化钾生成单质碘，碘遇淀粉显蓝色，所以反应的化学方程式为Cl₂+2KI＝2KCl+I₂。
（3）由于随电解进行，Cl^—不断消耗，使平衡Cu(H₂O)₄²⁺(蓝色)+4Cl^-CuCl₄^2-(黄色)+4H₂O 向逆反应方向移动，因此CuCl₄^2-转化为Cu(H₂O)₄²⁺，所以答案选A。
（4）甲电极附近溶液的pH＝a，则溶液中氢离子浓度是10^－amol/L，则溶液中OH^－浓度是10^a－14mol/L，所以根据氢氧化铜的溶度积常数可知，溶液中铜离子浓度是=2.2×10^(8－2a)mol/L。
（5）氯气具有强氧化性，当碘化钾完全被氧化后，继续通入氯气可以把单质碘氧化生成碘酸盐，反应的离子方程式为5Cl₂+I₂+6H₂O＝10Cl^-+2IO₃^-+12H⁺。
考点：考查电化学原理的应用、溶解平衡以及氧化还原反应方程式的书写等