Question

5．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Cu²⁺+2e^-=Cu．
（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Cl₂+2KI=2KCl+I₂．
（3）随电解的不断进行，U型管中溶液的颜色变化为A；
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随电解进行，Cl^-不断消耗，CuCl₄^2-转化为Cu（H₂O）₄²⁺．
（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c（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）实验开始后，观察到丙中的KI-淀粉溶液慢慢变蓝，说明丙中生成碘，应被氯气氧化生成，则乙为阳极，生成氯气，甲为阴极，发生还原反应生成铜；
（2）丙中的KI-淀粉溶液慢慢变蓝，说明丙中生成碘，应是碘离子被氯气氧化生成；
（3）随着电解的进行，溶液中Cl^-不断消耗，CuCl₄^2-转化为Cu（H₂O）₄²⁺，由Cu（H₂O）₄²⁺（蓝色）+4Cl^-?CuCl₄^2-（黄色）+4H₂O可知，溶液应逐渐变为蓝色；
（4）结合溶度积K_sp=c²（OH^-）×c（Cu²⁺），计算溶液浓度．结合题给信息书写相关反应的离子方程式．

解答 解：实验开始后，观察到丙中的KI-淀粉溶液慢慢变蓝，说明丙中生成碘，应被氯气氧化生成，则乙为阳极，甲为阴极，
（1）甲为阴极，发生还原反应生成铜，电极方程式为Cu²⁺+2e^-=Cu，故答案为：Cu²⁺+2e^-=Cu；
（2）丙中溶液变蓝是乙电极产物氯气与KI反应导致的，反应的方程式为Cl₂+2KI=2KCl+I₂，
故答案为：Cl₂+2KI=2KCl+I₂；
（3）随着电解的进行，溶液中Cl^-不断消耗，CuCl₄^2-转化为Cu（H₂O）₄²⁺，由Cu（H₂O）₄²⁺（蓝色）+4Cl^-?CuCl₄^2-（黄色）+4H₂O可知，溶液应逐渐变为蓝色，
故答案为：A；随电解进行，Cl^-不断消耗，CuCl₄^2-转化为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）
故答案为：2.2×10^（8-2a）．

点评 本题考查综合考查电化学知识，侧重于电解的原理和考查与应用，为高考常见题型和高频考点，注意把握电极方程式的书写，难度不大．