Question

5．CuCl₂溶液中的銅主要以Cu （H₂O）₄²⁺、CuCl₄^2-形式存在，它們間有如下轉(zhuǎn)化關(guān)系：Cu （H₂O）₄²⁺ （藍(lán)色）+4Cl^-?CuCl₄^2- （黃色）+4H₂O；電解不同濃度的CuCl₂溶液，均可看做Cu²⁺、Cl^-直接放電．下圖為電解濃度較大CuCl₂溶液的裝置，實(shí)驗(yàn)開(kāi)始后，觀察到丙中的KI-淀粉溶液慢慢變藍(lán)．回答下列問(wèn)題：
（1）甲電極的電極反應(yīng)式為Cu²⁺+2e^-=Cu．
（2）丙中溶液變藍(lán)是乙電極產(chǎn)物與KI反應(yīng)導(dǎo)致的，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為Cl₂+2KI=2KCl+I₂．
（3）隨電解的不斷進(jìn)行，U型管中溶液的顏色變化為A；
A．由黃色變?yōu)闇\藍(lán)色　　　 B．由藍(lán)色變?yōu)闇\黃色
溶液顏色變化的原因是隨電解進(jìn)行，Cl^-不斷消耗，CuCl₄^2-轉(zhuǎn)化為Cu（H₂O）₄²⁺．
（4）當(dāng)電解到一定程度，甲電極附近出現(xiàn)藍(lán)色Cu（OH） ₂絮狀物．經(jīng)測(cè)，甲電極附近溶液的pH=a，此時(shí)甲電極附近c(diǎn)（Cu²⁺）=2.2×10^（8-2a） mol•L^-1．（已知：Cu（OH） ₂的K_sp=2.2×10^-20）．

Answer 1

分析 （1）實(shí)驗(yàn)開(kāi)始后，觀察到丙中的KI-淀粉溶液慢慢變藍(lán)，說(shuō)明丙中生成碘，應(yīng)被氯氣氧化生成，則乙為陽(yáng)極，生成氯氣，甲為陰極，發(fā)生還原反應(yīng)生成銅；
（2）丙中的KI-淀粉溶液慢慢變藍(lán)，說(shuō)明丙中生成碘，應(yīng)是碘離子被氯氣氧化生成；
（3）隨著電解的進(jìn)行，溶液中Cl^-不斷消耗，CuCl₄^2-轉(zhuǎn)化為Cu（H₂O）₄²⁺，由Cu（H₂O）₄²⁺（藍(lán)色）+4Cl^-?CuCl₄^2-（黃色）+4H₂O可知，溶液應(yīng)逐漸變?yōu)樗{(lán)色；
（4）結(jié)合溶度積K_sp=c²（OH^-）×c（Cu²⁺），計(jì)算溶液濃度．結(jié)合題給信息書(shū)寫(xiě)相關(guān)反應(yīng)的離子方程式．

解答 解：實(shí)驗(yàn)開(kāi)始后，觀察到丙中的KI-淀粉溶液慢慢變藍(lán)，說(shuō)明丙中生成碘，應(yīng)被氯氣氧化生成，則乙為陽(yáng)極，甲為陰極，
（1）甲為陰極，發(fā)生還原反應(yīng)生成銅，電極方程式為Cu²⁺+2e^-=Cu，故答案為：Cu²⁺+2e^-=Cu；
（2）丙中溶液變藍(lán)是乙電極產(chǎn)物氯氣與KI反應(yīng)導(dǎo)致的，反應(yīng)的方程式為Cl₂+2KI=2KCl+I₂，
故答案為：Cl₂+2KI=2KCl+I₂；
（3）隨著電解的進(jìn)行，溶液中Cl^-不斷消耗，CuCl₄^2-轉(zhuǎn)化為Cu（H₂O）₄²⁺，由Cu（H₂O）₄²⁺（藍(lán)色）+4Cl^-?CuCl₄^2-（黃色）+4H₂O可知，溶液應(yīng)逐漸變?yōu)樗{(lán)色，
故答案為：A；隨電解進(jìn)行，Cl^-不斷消耗，CuCl₄^2-轉(zhuǎn)化為Cu（H₂O）₄²⁺；
（4）K_sp=c²（OH^-）×c（Cu²⁺），c（Cu²⁺）=$\frac{2.2×1{0}^{-20}}{（1{0}^{a-14}）^{2}}$=2.2×10^（8-2a）（mol/L）
故答案為：2.2×10^（8-2a）．

點(diǎn)評(píng) 本題考查綜合考查電化學(xué)知識(shí)，側(cè)重于電解的原理和考查與應(yīng)用，為高考常見(jiàn)題型和高頻考點(diǎn)，注意把握電極方程式的書(shū)寫(xiě)，難度不大．