Question

4．氯化亞銅（CuCl）常用作有機(jī)合成工業(yè)中的催化劑．有關(guān)資料為：
①CuCl為微溶于水的白色固體，在空氣中可被迅速氧化
②CuOH為難溶于水的黃色固體，易分解為紅色的Cu₂O
③Cu⁺可與濃氨水反應(yīng)生成Cu（NH₃）₂⁺（無色），該無色物質(zhì)在空氣中易被氧化為藍(lán)色
I．甲小組同學(xué)用如下裝置電解食鹽水，并對(duì)電解產(chǎn)物進(jìn)行研究．

實(shí)驗(yàn)裝置	電解質(zhì)溶液	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象
	5mol/L NaCl溶液	a極附近	b極附近
		開始時(shí)，產(chǎn)生白色渾濁并逐漸增加，當(dāng)沉入U(xiǎn)型管底部時(shí)部分沉淀變?yōu)槌赛S色；隨后a極附近沉淀自下而上也變?yōu)槌赛S色	產(chǎn)生無色氣泡

（1）若a極附近生成的白色渾濁是CuCl，則銅絲a應(yīng)與電源的正極相連，銅絲a的電極反應(yīng)式是Cu+Cl^--e^-=CuCl．
（2）b極附近溶液的pH增大（填“增大”、“減小”或“不變”）．
（3）橙黃色沉淀中含有Cu₂O，則CuCl轉(zhuǎn)化為Cu₂O的原因是CuCl+OH^-=CuOH+Cl^-、2CuOH=Cu₂O+H₂O（用方程式表示）．
（4）a極附近沉淀自下而上變?yōu)槌赛S色原因是通電時(shí)，在陰極產(chǎn)生的OH^-自下而上向陽極定向移動(dòng)．
II．乙小組同學(xué)通過以下方案制取CuCl并對(duì)其組成進(jìn)行研究．
將Na₂SO₃的水溶液逐滴加入CuCl₂的水溶液中，再加入少量濃鹽酸調(diào)節(jié)到pH=3左右，即可得到白色沉淀CuCl．
（1）寫出產(chǎn)生CuCl的離子方程式2Cu²⁺+SO₃^2-+2Cl^-+H₂O=2CuCl↓+SO₄^2-+2H⁺．
（2）為了提高CuCl的產(chǎn)率，可采用抽濾或減壓過濾法快速過濾，生產(chǎn)過程中調(diào)節(jié)溶液的pH不能過大的原因是防止CuCl的水解．
（3）為探究白色沉淀的化學(xué)組成，將制得的白色沉淀溶于濃氨水，得到無色溶液，將無色溶液分成兩份，一份放置于空氣中，一段時(shí)間后溶液變?yōu)樗{(lán)色；另一份的實(shí)驗(yàn)方法及現(xiàn)象為加入足量的稀硝酸，再滴加幾滴硝酸銀溶液，有白色沉淀生成．

Answer 1

分析 I．（1）a電極是銅絲，電解質(zhì)溶液為5mol/L的NaCl溶液，a極附近生成的白色渾濁是CuCl，則a電極上Cu失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)，則a電極為陽極；
（2）b電極附近產(chǎn)生無色氣泡，結(jié)合電極反應(yīng)式分析；
（3）橙黃色沉淀中含有Cu₂O，考慮到CuOH為難溶于水的黃色固體，易分解為紅色的Cu₂O，據(jù)此分析；
（4）a極附近沉淀自下而上變?yōu)槌赛S色，結(jié)合溶液中的離子運(yùn)動(dòng)規(guī)律分析原因；
II．（1）將Na₂SO₃的水溶液逐滴加入CuCl₂的水溶液中，再加入少量濃鹽酸調(diào)節(jié)到pH=3左右，即可得到白色沉淀CuCl，據(jù)此寫出產(chǎn)生CuCl的離子方程式；
（2）考慮到CuCl為微溶于水的白色固體，在空氣中可被迅速氧化，選擇過濾方法，生產(chǎn)過程中調(diào)節(jié)溶液的pH不能過大是由于CuCl會(huì)水解；
（3）另一份溶液是驗(yàn)證是否存在Cl^-，考慮驗(yàn)證Cl^-存在的實(shí)驗(yàn)操作解答．

解答 解：I．（1）a電極是銅絲，電解質(zhì)溶液為5mol/L的NaCl溶液，a極附近生成的白色渾濁是CuCl，則a電極上Cu失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)，則a電極為陽極，電解池陽極與電源正極相連，銅絲a的電極反應(yīng)式是：Cu+Cl^--e^-=CuCl，
故答案為：正；Cu+Cl^--e^-=CuCl；
（2）b電極附近產(chǎn)生無色氣泡，b電極為陰極，發(fā)生的電極反應(yīng)為：2H₂O+2e^-═2OH^-+H₂↑，產(chǎn)生OH^-，溶液堿性增強(qiáng)，則b極附近溶液的pH增大，
故答案為：增大；
（3）橙黃色沉淀中含有Cu₂O，考慮到CuOH為難溶于水的黃色固體，易分解為紅色的Cu₂O，則原因是電解產(chǎn)生了OH^-，CuCl溶于OH^-中產(chǎn)生CuOH，CuOH分解為紅色的Cu₂O，所以CuCl轉(zhuǎn)化為Cu₂O的原因是：CuCl+OH^-=CuOH+Cl^-、2CuOH=Cu₂O+H₂O，
故答案為：CuCl+OH^-=CuOH+Cl^-、2CuOH=Cu₂O+H₂O；
（4）a極附近沉淀自下而上變?yōu)槌赛S色，電解時(shí)陰極產(chǎn)生OH^-，CuCl溶于OH^-產(chǎn)生黃色的CuOH，電解池中，陰離子向陽極移動(dòng)，所以陽極附近會(huì)有沉淀自下而上變橙黃色的現(xiàn)象，原因是：通電時(shí)，在陰極產(chǎn)生的OH^-自下而上向陽極定向移動(dòng)，
故答案為：通電時(shí)，在陰極產(chǎn)生的OH^-自下而上向陽極定向移動(dòng)；
II．（1）將Na₂SO₃的水溶液逐滴加入CuCl₂的水溶液中，再加入少量濃鹽酸調(diào)節(jié)到pH=3左右，即可得到白色沉淀CuCl，則產(chǎn)生CuCl的離子方程式為：2Cu²⁺+SO₃^2-+2Cl^-+H₂O=2CuCl↓+SO₄^2-+2H⁺，
故答案為：2Cu²⁺+SO₃^2-+2Cl^-+H₂O=2CuCl↓+SO₄^2-+2H⁺；
（2）考慮到CuCl為微溶于水的白色固體，在空氣中可被迅速氧化，則過濾時(shí)應(yīng)快速過濾，可考慮抽濾或減壓過濾法快速過濾，CuCl會(huì)水解，生產(chǎn)過程中調(diào)節(jié)溶液的pH不能過大，
故答案為：抽濾或減壓過濾；防止CuCl的水解；
（3）第一份溶液驗(yàn)證Cu⁺存在，因此另一份溶液是驗(yàn)證是否存在Cl^-，加入足量的稀硝酸排出干擾，提供酸性介質(zhì)，再滴加幾滴硝酸銀溶液，有白色沉淀生成，可證明存在Cl^-，也就探明了沉淀組分，
故答案為：加入足量的稀硝酸，再滴加幾滴硝酸銀溶液，有白色沉淀生成．

點(diǎn)評(píng) 本題考查電解原理，抓住已知信息，結(jié)合電極反應(yīng)方程式和電解池中的離子運(yùn)動(dòng)規(guī)律分析是解題的關(guān)鍵，為高頻考點(diǎn)，題目難度中等，注意離子方程式的書寫和配平．