Question

在玻璃圓筒中盛有兩種無(wú)色的互不相溶的中性液體。上層液體中插入兩根石墨電極，圓筒內(nèi)還放有一根下端彎成環(huán)狀的玻璃攪棒，可以上下攪動(dòng)液體，裝置如圖。接通電源，陽(yáng)極周圍的液體呈現(xiàn)棕色，且顏色由淺變深，陰極上有氣泡生成。停止通電，取出電極，用攪棒上下劇烈攪動(dòng)。靜置后液體又分成兩層，下層液體呈紫紅色，上層液體幾乎無(wú)色。根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)回答：

（1）陽(yáng)極上的電極反應(yīng)式為_(kāi)_____________________________________。

（2）陰極上的電極反應(yīng)式為_(kāi)_____________________________________。

（3）原上層液體是_______________________。

（4）原下層液體是_______________________。

（5）攪拌后兩層液體顏色發(fā)生變化的原因是__________________________。

（6）要檢驗(yàn)上層液體中含有的金屬離子，其方法是__________，現(xiàn)象是______________。

Answer 1

解析：（1）使用惰性電極（石墨）電解溶液時(shí)，陽(yáng)極上離子按照I^－、Br^－、Cl^－、OH^－順序失電子，結(jié)合題目給出的“下層液體呈紫紅色”，可知這里是I^－離子失電子生成I₂。所以陽(yáng)極反應(yīng)是：2I^-－2e^-==I₂。

（2）電解時(shí)，陰極發(fā)生得電子反應(yīng)，溶液中能得電子變成氣體的只有H⁺，生成H₂。所以負(fù)極反應(yīng)是：2H⁺+2e^－====H₂↑。

（3）兩種無(wú)色的互不相溶的中性溶液，一為水溶液，一為有機(jī)溶劑。根據(jù)對(duì)電解過(guò)程的分析，反應(yīng)會(huì)產(chǎn)生I₂，最后I₂會(huì)被有機(jī)溶劑萃取。因?yàn)樽詈笙聦右后w呈紫紅色，所以有機(jī)溶劑密度比水大。上層的水溶液應(yīng)該為含I^－的鹽溶液，例如KI溶液、NaI溶液等。下層液體為CCl₄、CHCl₃等密度比水大的有機(jī)溶劑。

（4）見(jiàn)（3）的分析。

（5）I₂在有機(jī)溶劑中的溶解度大于在水中的溶解度，所以絕大部分I₂都轉(zhuǎn)移到有機(jī)溶劑中，有機(jī)溶劑顯示出紫紅色。

（6）可以通過(guò)焰色反應(yīng)來(lái)檢驗(yàn)。若前面填KI，則這里正確的方法是：用鉑絲蘸取少量溶液放在無(wú)色火焰上灼燒，透過(guò)藍(lán)色鈷玻璃可觀察到火焰呈紫色（其他合理答案也可。例如，若③中答NaI水溶液，這里答火焰呈黃色）

答案：（1）2I^－－2e^－====I₂ 

（2）2H⁺+2e^－====H₂↑ 

（3）KI（或NaI等）水溶液 

（4）CCl₄（或CHCl₃等）

（5）I₂在CCl₄中的溶解度大于在水中的溶解度，所以絕大部分I₂都轉(zhuǎn)移到CCl₄中

（6）焰色反應(yīng)透過(guò)藍(lán)色鈷玻璃觀察火焰呈紫色（其他合理答案也可。例如，若③中答NaI水溶液，這里答火焰呈黃色。）