题目内容
【题目】(1)若X、Y都是惰性电极,a是饱和NaCl溶液,实验开始时,同时在两极各滴入几滴酚酞试液,则:
①电解池中X极上的电极反应式是:_________,在X极附近观察到的现象____________
②Y电极上的电极反应式是:__________________,总反应化学方程式是:_____。
(2) 如要用电解方法精炼粗铜,电解液a选用CuSO4溶液,X电极的材料是____。CuSO4溶液的浓度 ____(填“增大”、“减小”或“不变”)。
【答案】2H++2e-=H2↑,放出气体,溶液变红2Cl--2e-=Cl2↑2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑精铜不变
【解析】
(1)电解饱和食盐水时,阳极上是氯离子失电子,阴极上是氢离子得电子,电池反应式为2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑;
(2)电解方法精炼粗铜,电解液a选用CuSO4溶液,粗铜做阳极,精铜做阴极。
(1)①和电源的负极相连的电极X极是阴极,该电极上氢离子发生得电子的还原反应,即2H++2e-=H2↑,所以该电极附近氢氧根浓度增大,碱性增强,滴入几滴酚酞试液会变红,
因此,本题正确答案是:2H++2e-=H2↑;放出气体,溶液变红;
②和电源的正极相连的电极Y极是阳极,该电极上氯离子发生失电子的氧化反应,即2Cl--2e-=Cl2↑;电解时,阳极上氯离子放电生成氯气,阴极上氢离子放电生成氢气,同时溶液中生成氢氧化钠,所以电池反应式为2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑;
因此,本题正确答案是:2Cl--2e-=Cl2↑;2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑;
(2)电解方法精炼粗铜,电解池的阴极材料是精铜,X电极的材料是精铜;Y为阳极,阳极上粗铜失电子生成铜离子,其电极反应为Cu-2e-=Cu2+,硫酸铜溶液的浓度基本不变;
因此,本题正确答案是:精铜 ;不变。
【题目】某同学在做浓硫酸与铜反应的实验过程中,观察到铜片表面变黑,于是对黑色物质的组成进行实验探究。
(1)用如右图所示装置进行实验1。(加热和夹持仪器已略去)
实验1:铜片与浓硫酸反应
操作 | 现象 |
加热到120℃~250℃ | 铜片表面变黑,有大量气体产生,形成墨绿色浊液 |
继续加热至338℃ | 铜片上黑色消失,瓶中出现“白雾”,溶液略带蓝色,瓶底部有较多灰白色沉淀 |
①装置B的作用是________;装置C中盛放的试剂是_______。
②为证明A装置中灰白色沉淀的主要成分为硫酸铜,实验操作及现象是___________。
(2)探究实验1中120℃~250℃时所得黑色固体的成分。
【提出猜想】黑色固体中可能含有CuO、CuS、Cu2S中的一种或几种。
【查阅资料】
资料1:亚铁氰化钾[K4Fe(CN)6]是Cu2+的灵敏检测剂,向含有Cu2+的溶液中滴加亚铁氰化钾溶液,生成红棕色沉淀。
资料2:
CuS | Cu2S |
黑色结晶或粉末 | 灰黑色结晶或粉末 |
难溶于稀硫酸;可溶于硝酸;微溶于浓氨水或热的浓盐酸 | 难溶于稀硫酸和浓盐酸;可溶于硝酸;微溶于浓氨水 |
【设计并实施实验】
实验2.探究黑色固体中是否含CuO
操作 | 现象 |
i.取表面附着黑色固体的铜片5片,用清水洗干净,放入盛有10mL试剂A的小烧杯中,搅拌 | 黑色表层脱落,露出光亮的铜片 |
ii.取出铜片,待黑色沉淀沉降 | 上层溶液澄清、无色 |
①试剂A是_________。
②甲认为ii中溶液无色有可能是Cu2+浓度太小,于是补充实验确认了溶液中不含Cu2+,补充的实验操作及现象是______。
实验3.探究黑色固体中是否含CuS、Cu2S
操作 | 现象 |
i.取实验2中黑色固体少许,加入适量浓氨水,振荡后静置 | 有固体剩余,固液分界线附近的溶液呈浅蓝色 |
ii.另取实验2中黑色固体少许,加入适量浓盐酸,微热后静置 | 有固体剩余,溶液变成浅绿色 |
【获得结论】由实验2和实验3可得到的结论是:实验1中,120℃~250℃时所得黑色固体中_______。
【实验反思】
分析实验1中338℃时产生现象的原因,同学们认为是较低温度时产生的黑色固体与热的浓硫酸进一步反应造成。已知反应的含硫产物除无水硫酸铜外还有二氧化硫,则黑色固体消失时可能发生的所有反应的化学方程式为_____________。