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。
　　第二个假设：黑色物质是铜单质。猜测理由是，联想银镜反应，也能观察到反应后溶液呈黑色，是由于单质银存在于溶液中，金属粉末大多呈黑色。铜离子在阴极得电子生成铜单质，由于部分铜单质因种种原因未能及时吸附到电极上，故以极细的粉末形式飘浮在电解液中。
　　实验验证：黑色物质如果是铜单质，加盐酸当然不会变化。改加硝酸，应该有变化。为了对照，同上取两种溶液分别加同体积同质量分数的浓硝酸，加热，发现电解后的黑色溶液能产生较明显的红棕色气体，而对照组稍有颜色但不明显。初步证明，黑色物质是铜单质。但由于反应后溶液颜色仍无法恢复到原来状态等原因，确证黑色物质还有待于后续研究。
　　再研究：出现黑色物质与哪些因素有关？用硝酸铜替代氯化铜进行电解实验，发现任何浓度的硝酸铜溶液均未见黑色现象，说明铜盐电解时铜能否顺利地吸附到电极上与阴离子关系密切；用不同深度的氯化铜进行电解实验，发现黑色物质出现与浓度关系密切，电解液越稀则黑色物质出现越少。可见，要想使铜较理想地在电极上析出，控制浓度与选择合适的阴离子都很重要。