电解液变黑探析
问题的提出:用碳电极电解氯化铜时,阴极区出现黑色物质,电解后的溶液明显比电解前显黑色。而该电解原理是铜离子在阴极得电子,电极上析出金黄色的铜层,氯离子在阳极失电子形成有刺激性的黄绿色氯气,阴极区出现黑色属于异常。
第一个假设:黑色物质是氧化铜。猜测理由是,溶液中只有铜、氯、氧、氢四种元素,碳电极属于惰性电极,本身不发生变化,四种元素形成的物质显黑色最大可能性是氧化铜;同时,在阴极有部分氢离子得电子,从而促进水的电离,氢氧根离子与铜离子结合后受热(电解时部分电能转变为热能)分解成氧化铜。
实验验证:如果黑色物质是氧化铜,向变黑后的电解液中加入盐酸,黑色物质应消失,溶液颜色恢复到原来状态。为了对照,取相同体积的电解前溶液和电解后溶液分别加相同体积相同质量分数的盐酸,久置或加热,两者颜色没有变化。再长时间进行电解,发现阳极区出现明显的蓝色沉淀,说明阴极区不可能出现氢氧化铜。因此,黑色物质不是氧化铜。