Question

4．氯化亚铜（CuCl）常用作有机合成工业中的催化剂．有关资料为：
①CuCl为微溶于水的白色固体，在空气中可被迅速氧化
②CuOH为难溶于水的黄色固体，易分解为红色的Cu₂O
③Cu⁺可与浓氨水反应生成Cu（NH₃）₂⁺（无色），该无色物质在空气中易被氧化为蓝色
I．甲小组同学用如下装置电解食盐水，并对电解产物进行研究．

实验装置	电解质溶液	实验现象
	5mol/L NaCl溶液	a极附近	b极附近
		开始时，产生白色浑浊并逐渐增加，当沉入U型管底部时部分沉淀变为橙黄色；随后a极附近沉淀自下而上也变为橙黄色	产生无色气泡

（1）若a极附近生成的白色浑浊是CuCl，则铜丝a应与电源的正极相连，铜丝a的电极反应式是Cu+Cl^--e^-=CuCl．
（2）b极附近溶液的pH增大（填“增大”、“减小”或“不变”）．
（3）橙黄色沉淀中含有Cu₂O，则CuCl转化为Cu₂O的原因是CuCl+OH^-=CuOH+Cl^-、2CuOH=Cu₂O+H₂O（用方程式表示）．
（4）a极附近沉淀自下而上变为橙黄色原因是通电时，在阴极产生的OH^-自下而上向阳极定向移动．
II．乙小组同学通过以下方案制取CuCl并对其组成进行研究．
将Na₂SO₃的水溶液逐滴加入CuCl₂的水溶液中，再加入少量浓盐酸调节到pH=3左右，即可得到白色沉淀CuCl．
（1）写出产生CuCl的离子方程式2Cu²⁺+SO₃^2-+2Cl^-+H₂O=2CuCl↓+SO₄^2-+2H⁺．
（2）为了提高CuCl的产率，可采用抽滤或减压过滤法快速过滤，生产过程中调节溶液的pH不能过大的原因是防止CuCl的水解．
（3）为探究白色沉淀的化学组成，将制得的白色沉淀溶于浓氨水，得到无色溶液，将无色溶液分成两份，一份放置于空气中，一段时间后溶液变为蓝色；另一份的实验方法及现象为加入足量的稀硝酸，再滴加几滴硝酸银溶液，有白色沉淀生成．

Answer 1

分析 I．（1）a电极是铜丝，电解质溶液为5mol/L的NaCl溶液，a极附近生成的白色浑浊是CuCl，则a电极上Cu失去电子发生氧化反应，则a电极为阳极；
（2）b电极附近产生无色气泡，结合电极反应式分析；
（3）橙黄色沉淀中含有Cu₂O，考虑到CuOH为难溶于水的黄色固体，易分解为红色的Cu₂O，据此分析；
（4）a极附近沉淀自下而上变为橙黄色，结合溶液中的离子运动规律分析原因；
II．（1）将Na₂SO₃的水溶液逐滴加入CuCl₂的水溶液中，再加入少量浓盐酸调节到pH=3左右，即可得到白色沉淀CuCl，据此写出产生CuCl的离子方程式；
（2）考虑到CuCl为微溶于水的白色固体，在空气中可被迅速氧化，选择过滤方法，生产过程中调节溶液的pH不能过大是由于CuCl会水解；
（3）另一份溶液是验证是否存在Cl^-，考虑验证Cl^-存在的实验操作解答．

解答 解：I．（1）a电极是铜丝，电解质溶液为5mol/L的NaCl溶液，a极附近生成的白色浑浊是CuCl，则a电极上Cu失去电子发生氧化反应，则a电极为阳极，电解池阳极与电源正极相连，铜丝a的电极反应式是：Cu+Cl^--e^-=CuCl，
故答案为：正；Cu+Cl^--e^-=CuCl；
（2）b电极附近产生无色气泡，b电极为阴极，发生的电极反应为：2H₂O+2e^-═2OH^-+H₂↑，产生OH^-，溶液碱性增强，则b极附近溶液的pH增大，
故答案为：增大；
（3）橙黄色沉淀中含有Cu₂O，考虑到CuOH为难溶于水的黄色固体，易分解为红色的Cu₂O，则原因是电解产生了OH^-，CuCl溶于OH^-中产生CuOH，CuOH分解为红色的Cu₂O，所以CuCl转化为Cu₂O的原因是：CuCl+OH^-=CuOH+Cl^-、2CuOH=Cu₂O+H₂O，
故答案为：CuCl+OH^-=CuOH+Cl^-、2CuOH=Cu₂O+H₂O；
（4）a极附近沉淀自下而上变为橙黄色，电解时阴极产生OH^-，CuCl溶于OH^-产生黄色的CuOH，电解池中，阴离子向阳极移动，所以阳极附近会有沉淀自下而上变橙黄色的现象，原因是：通电时，在阴极产生的OH^-自下而上向阳极定向移动，
故答案为：通电时，在阴极产生的OH^-自下而上向阳极定向移动；
II．（1）将Na₂SO₃的水溶液逐滴加入CuCl₂的水溶液中，再加入少量浓盐酸调节到pH=3左右，即可得到白色沉淀CuCl，则产生CuCl的离子方程式为：2Cu²⁺+SO₃^2-+2Cl^-+H₂O=2CuCl↓+SO₄^2-+2H⁺，
故答案为：2Cu²⁺+SO₃^2-+2Cl^-+H₂O=2CuCl↓+SO₄^2-+2H⁺；
（2）考虑到CuCl为微溶于水的白色固体，在空气中可被迅速氧化，则过滤时应快速过滤，可考虑抽滤或减压过滤法快速过滤，CuCl会水解，生产过程中调节溶液的pH不能过大，
故答案为：抽滤或减压过滤；防止CuCl的水解；
（3）第一份溶液验证Cu⁺存在，因此另一份溶液是验证是否存在Cl^-，加入足量的稀硝酸排出干扰，提供酸性介质，再滴加几滴硝酸银溶液，有白色沉淀生成，可证明存在Cl^-，也就探明了沉淀组分，
故答案为：加入足量的稀硝酸，再滴加几滴硝酸银溶液，有白色沉淀生成．

点评 本题考查电解原理，抓住已知信息，结合电极反应方程式和电解池中的离子运动规律分析是解题的关键，为高频考点，题目难度中等，注意离子方程式的书写和配平．