Question

部分难溶物的颜色和常温下的K_sp如下表所示：

	Cu(OH)2	CuOH	CuCl	Cu2O
颜色	蓝色	黄色	白色	砖红色
Ksp(25 ℃)	1．6×10－19	1．0×10－14	1．2×10－6	—

某研究性学习小组对电解食盐水进行了如下探究：
实验Ⅰ装置如图所示，接通电源后，发现a、b电极上均有气泡产生。
（1）电解过程中的总离子反应方程式为_________________________________________。
（2）为了确定电源的正、负极，下列操作一定行之有效的是　　   　　。
A．观察两极产生气体的颜色
B．往U形管两端分别滴入数滴酚酞试液
C．用燃着的木条靠近U形管口
D．在U形管口置一张湿润的淀粉­KI试纸
实验Ⅱ把上述电解装置的石墨棒换成铜棒，用直流电源进行电解，装置如图所示。

观察到的现象如下所示：
①开始无明显现象，随后液面以下的铜棒表面逐渐变暗；
②5 min后，b极附近开始出现白色沉淀，并逐渐增多，且向a极扩散；
③10 min后，最靠近a极的白色沉淀开始变成红色；
④12 min后，b极附近的白色沉淀开始变成黄色，然后逐渐变成橙黄色；
⑤a极一直有大量气泡产生；
⑥停止电解，将U形管中悬浊液静置一段时间后，上层溶液呈无色，没有出现蓝色，下层沉淀全部显砖红色。
（3） a极发生的电极反应方程式为________________________________________________________。
（4） 电解5 min后，b极发生的电极反应方程式为___________________________________________。
（5）12 min后，b极附近出现的橙黄色沉淀的成分是　　　　　，原因是___________________________________________________________________________________。

Answer 1

（1）2Cl^－＋2H₂O2OH^－＋H₂↑＋Cl₂↑
（2）BD
（3）2H⁺＋2e^－= H₂↑ （或2H₂O＋2e^－=2OH^－＋H₂↑）
（4）Cu＋Cl^－－e^－=CuCl↓
（5）CuOH和Cu₂O  　K_sp(CuOH)<K_sp(CuCl)，CuCl转化为黄色的CuOH沉淀，CuOH不稳定分解生成Cu₂O，所以橙黄色沉淀的成分为CuOH和Cu₂O的混合物。

解析试题分析：Ⅰ（1） a、b电极上均有气泡产生，说明电解NaCl产生了H₂和Cl₂，所以总离子反应方程式为2Cl^－＋2H₂O2OH^－＋H₂↑＋Cl₂↑
（2）往U形管两端分别滴入数滴酚酞试液，产生红色的一极是阴极，连接电源的负极；另一极是阳极，连接电源的正极。在U形管口置一张湿润的淀粉­KI试纸，湿润的淀粉­KI试纸变蓝的一极是阳极，连接电源的正极。所以BD可以。
Ⅱ把电解装置的石墨棒换成铜棒，用直流电源进行电解。②5 min后，b极附近开始出现白色沉淀，白色沉淀为CuCl；③10 min后，最靠近a极的白色沉淀开始变成红色；红色沉淀为Cu₂O④12 min后，b极附近的白色沉淀开始变成黄色，然后逐渐变成橙黄色；黄色沉淀为CuOH⑤a极一直有大量气泡产生，气泡为H₂；⑥停止电解，将U形管中悬浊液静置一段时间后，上层溶液呈无色，没有出现蓝色，下层沉淀全部为Cu₂O。所以a极发生的电极反应方程式为2H⁺＋2e^－= H₂↑ （或2H₂O＋2e^－=2OH^－＋H₂↑），电解5 min后，b极发生的电极反应方程式为Cu＋Cl^－－e^－=CuCl↓。因为K_sp(CuOH)<K_sp(CuCl)，CuCl转化为黄色的CuOH沉淀，CuOH不稳定分解生成Cu₂O，所以橙黄色沉淀的成分为CuOH和Cu₂O的混合物。所以2 min后，b极附近出现的橙黄色沉淀的成分是CuOH和Cu₂O。
考点：原电池、电解池综合考查。