电解氯化铜溶液|电解氯化铜实验
电解氯化铜溶液|电解氯化铜实验
实验演示
操作方法
向U形管中注入CuCl2溶液，插入两根石墨电极，用湿润的碘化钾淀粉试纸放在阳极碳棒附近，检验放出的气体。接通直流电源，观察U形管内发生的现象。
实验现象
接通直流电流一段时间，可看到阴极碳棒上，有一层铜覆盖在它的表面，在阳极碳棒上有气泡放出，放出的气体能使湿润的碘化钾淀粉试纸变蓝，并有刺激性气味。如淀粉碘化钾试纸放时间长一些，电解在进行中还会使变蓝的淀粉试纸褪色。
实验结论
从阳极放出气体的性质可知该气体为Cl2，遇淀粉碘化钾试纸（湿润）变蓝，如时间长一些，生成的I2与Cl2继续作用，使蓝色褪去。阴极产生铜。从以上实验可知，溶液受到电流的作用，在导电同时，发生了化学变化，生成铜和氯气，方程式为：CuCl2 
Cu＋Cl2↑
实验考点
1、电解原理；
2、氧化还原反应原理以及放电顺序；
3、电极反应式的书写与判断；
4、电子守恒、电荷守恒的应用
经典考题
1、下图中x、y分别是直流电源的两极，通电后发现a极板质量增加，b极板处有无色无味的气体放出，符合这一情况的是
a极板 b极板 x电极 Z溶液 A 锌 石墨 负极 CuSO4 B 石墨 石墨 负极 NaOH C 银 铁 正极 AgNO3 D 铜 石墨 负极 CuCl2
试题难度：易
2、用Pt电极电解100mLHNO3与AgNO3的混合溶液，通电一段时间后，两极均得到2.24L气体（标准状况），则原溶液中c（Ag＋）为
A. 1mol/L B 2 mol/L C 2.5 mol/L D 3mol/L
试题难度：中
3、下图中电极a、b分别为Ag电极和Pt电极，电极c、d都是石墨电极。通电一段时间后，在c、d两极上共收集到336mL（标准状态）气体。回答：
（1）直流电源中，M为 极。
（2）Pt电极上生成的物质是 ，其质量为 g。
（3）电源输出的电子，其物质的量与电极b、c、d分别生成的物质的物质的量之比为：2∶_________∶_________∶_________。
（4）AgNO3溶液的浓度（填增大、减小或不变。下同） ，AgNO3溶液的pH ，H2SO4溶液的浓度 ，H2SO4溶液的pH 。
（5）若H2SO4溶液的质量分数由5.00%变为5.02%，则原5.00%的H2SO4溶液为_________g。
试题难度：难
1 答案：A
解析：通电后a极板增重，表明溶液中金属阳离子在a极板上放电，因此可确定a极板是电解池的阴极，与它相连接的x极是负极。故BC不正确。D放出有色有味的Cl2，故D不正确。
2 答案：B
解析：根据两极均得到0.1mol的气体，说明阴极银离子放电完毕后，氢离子也放电了。
3 答案：（1）正；（2）Ag、2.16；（3）2∶ 
∶1；（4）不变、不变、增大、减小；（5）45.18。
解析：电解稀H2SO4，实际是电解水。根据产生气体的量d极为阴极，N极为负极，M极为正极。在336mL气体中，
，为0.01mol，
，为0.005mol。说明电路上有0.02mol电子，因此在b极（Pt、阴极）产生 ，即 0.02mol的Ag。则n（e） ∶n（Ag） ∶n（O2）∶n（H2）＝0.02∶0.02∶0.005∶0.01＝2∶2∶ ∶1。
由Ag（阳）电极、Pt（阴）电极和AgNO3溶液组成的电镀池，在通电一定时间后，在Pt电极上放电所消耗溶液中Ag＋离子的物质的量，等于Ag电极被还原给溶液补充的Ag＋离子的物质的量，因此[AgNO3]不变，溶液的pH也不变。电解5.00%的H2SO4溶液，由于其中的水发生电解，因此[H2SO4]增大，由于[H＋]增大，故溶液的pH减小。
设原5.00%的H2SO4溶液为xg，电解时消耗水0.01×18＝0.18g，则：
，解得： 
。
离子交换膜法电解的技术经济特性
离子交换膜法为继隔膜法、水银法后开发出来的第三种氯碱生产方法，它与前两种生产方法相比较，具有以下技术经济特性：
1. 无石棉、水银公害。
2. 烧碱产品中NaCl等杂质含量低，烧碱纯度高。
3. 总能耗低。因为离子交换膜电解产物烧碱的浓度出电解槽时已达20%～40%，所以与隔膜法比较，可节省大量蒸发浓缩烧碱溶液所需的蒸汽，与水银法比较，槽电压约低1V，所以，总能耗较隔膜法与水银法均低10%以上。
4. 新建厂投资少。因为离子交换膜电解槽设备紧凑，占地和建筑面积小；电解碱液的NaOH浓度高、含NaCl等少；动力设备投资相应减少；无石棉、水银公害，相应节省环保费用。如图是三种生产方法建设费用比较图。若以隔膜法的建设费用作为100%，则离子交换膜法约为82%左右。
5. 适应负荷变化的能力较大。
6. 操作控制较易。
7. 原料质量要求高，要求高质量的二次精制盐水。
8. 离子交换膜价格比较昂贵。
综上所述，离子交换膜法明显较隔膜法、水银法为优，所以，今后新建氯碱厂必将普遍采用离子交换膜法，现有的隔膜法或水银法氯碱厂也将会部分转换为离子交换膜法氯碱厂。
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