变化多端的铜阳极.doc

变化多端的铜阳极【基本资料】半反应电极电位Cu' + e = Cu4)=0. 52Cu CuCl 的溶度积:Ksp(CuCl)=1.2X10* 2 3 * * 6' + 2 e = Cud 二0. 337Cui + e' = Cu+r(l)=-0. 1852T3" + 2 e= 3「*=0. 545Cu2++Cr+e = CuCl0. 559C 中+2CN+e =Cu (CN)21. 12Cu (NH.3)2+e 二Cu (NH：J == 2NH30. 10Cu (en) 2+e 二Cu (en) 2+en-0. 35Cu (CN) +e =Cu+2CN-0. 44CuCl2+e =Cu+3Cl0. 178Cu" + I + e = CuT (固)(])=0. 86【经典例题1】铜作电极，电解硫酸溶液一开始——阳极：Cu -2 e = Cu2+,阳极附近变蓝，阴极：产生氮气一段时间以后——阳极：Cu -2 e = Cu2+,阴极：产牛氢气的同时，得到金属铜，最后 无气体产生这是最常见的铜作电极的情况依据：Cu+ + e = Cu d 二0.52 和 Cf + 2 e = Cu

经典例题2】用铜电极电解饱和食盐水时两极发生的电极反应分别为：阳极：2Cu-2e+2Cr=2CuCl（氧化反应）阴极：2H20+2e =20H+H2（还原反应）依据：Cu2+ + 2 e_= Cu *=0. 337 和 0?十+（：「+丁二 CuCl 0. 559 得Cu +Cr+e"= CuCl （1）二 0.222可以看岀，金属铜，在含有氯离子的情况F，金属铜更容易氧化为亚铜离子4=0.222 小于”0・337）CuCl为口色沉淀，当在U形管底部与阴极电解牛:成的0H离子相遇时，生成更难溶的橙 黄色沉淀CuOH（CuCl> CuOH的溶度积分别为1. 2X10"和].2X10-14）反应方程式如下：CuCl+OH'==CuOH+C 1_随后，CuOII部分分解成红色的CM,得到CuOIK JO的混合物2CuOH （橙黄）=Cu2O （红色）+H2O阳极一侧白色浑浊逐渐变为浅蓝色是由于CuCl被氧化的结果4CuC1+O2+4H2O==3CuO ・ CuCl2 ・ 3H.0+2HC1另外，CwO经出SO-酸化发生歧化反应，生成C中和CuCu20+2H==Cu2++Cu+ IbOC112O、CuOH溶于氨水，形成稳定的无色络合物[Cu（NH3）2]+, [Cu（NH3）2]•在空气中很快被 氧化成深蓝色（绛蓝色）的[Cu（NH3）4]2+:CihO +4NH3 ・ H2O = 2 [Cu (NH3) 2]+ (无色)+20H + 3H2O4 [Cu (NH3) 2]+ +8NH3 • H20 + O2 = 4[Cu(NH3)4]2+(绛蓝色)+40H_ + 6H2O【经典例题3】依据以上讨论，假如电解K1溶液，依据Cui + e- = Cu+r, e二-0.1852,以铜为电极 材料，则应该可以得到Cui沉淀。

但是，「也具冇强还原性，可能会得到【2理由是 L' + 2 e = 3I-,

4. 但无任怎样只要CuCL溶液的浓度越人，则得到CuCl会越多结论】1. 对电解浓氯化铜溶液吋，阴极出现〃黑色〃现彖的原因做了初步的探究，得;I淇〃黑色〃 并非是由微小铜粒产生的，而是生成的Cu与溶液中的C『和C1形成的配合离子或某些二聚 物，使得溶液可能会变成“酱油色”、“棕黄色”、“黑色”的情况2. 因此，电解氯化铜为了得到金属铜和氯气，则必须使用浓度较低的氯化铜溶液，如 lmol/L以下的溶液，其至更低效果反而更好经典例题5】设计Cu和盐酸或硫酸反应得到氢气的反应，问现象是否相同，实验冇何区别？(反应后氯化钠溶液体积为lOOmE已知lg2-0. 3)若在KBr、KCN等其他可以与亚铜离子形成配合物的情况，也会出现以上情况，即铜作阳极 时，主要得到亚铜这可能和铜的核外电子排布冇关，因为铜的某态电了排布式为ls2 2s2 2p6 3s2 3p6 3dl0 4sl,因此，铜失去一个电子是“合法”的但是，我们常见的铜的离子，却主要是铜离子而不是亚铜离子，这主要可能是水溶液造 成的，因为Cf离子在酸性条件卜•，很容易歧化得到C『•和Cuo这也是醛和新制的Cu (OH)2R应需要在碱性条件下进行的一个重要原因。

经典例题4】1•电解饱和的氯化铜溶液(都是石墨作电极)，最后的产物却不是金属铜3. 计算+ Cl' + e = CuCl (固)的电极电位假设 c(CD 二 1.0 mol ・ L"时，E(Cu /CuCl) =E{Cu'/Cu) +0. 0592lgc(Cu )=Eq ^Cu/Cii} +0. 0592lg (l/Ksp(CuCl) } =0. 15810. 05921 g (1/1.2T06)=0.518 V则Cu" + Cl- + e = CuCl (固)电极电位为0.518,和以上数据(0.559)有差异,即和 实验数据有差异，但无显著差异，说明计算合理显然，c(cr)越大，则C中+ Cl- + e = CuCl (固)电极电位越大【分析】1. 标准电极电位越大的离子氧化性越强，得电子的能力越强。