Question

某課外活動小組同學(xué)用如圖裝置進(jìn)行實驗，一段時間后在C電極表面有銅析出，試回答下列問題．
（1）A為電源的

 

極；
（2）E的電極反應(yīng)式為：

 

；
（3）在常溫下，現(xiàn)用丙裝置給鐵鍍銅，當(dāng)丙中鐵表面析出銅的3.2g時，乙中溶液的pH值為

 

（假設(shè)溶液體積為1L）；
（4）在電解一段時間后在甲中加入適量

 

可以使溶液恢復(fù)到原來的濃度．
（5）利用反應(yīng)2Cu+O₂+2H₂SO₄═2CuSO₄+2H₂O可制備CuSO₄，若將該反應(yīng)設(shè)計為原電池，其正極電極反應(yīng)式為

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：原電池和電解池的工作原理

專題：電化學(xué)專題

分析：（1）根據(jù)電解池工作原理判斷C的電極，再根據(jù)C的電極判斷外接電源的電極．
（2）先判斷E的電極，再確定E的電極反應(yīng)式．
（3）整個裝置中電子的得失數(shù)相等，根據(jù)E的電極反應(yīng)求出產(chǎn)生的C（OH^-），最終得到溶液的PH值．
（4）根據(jù)電解析出的物質(zhì)，從而判斷加入何種物質(zhì)使溶液恢復(fù)到原來的濃度．
（5）根據(jù)原電池原理，正極發(fā)生的是化合價降低得電子的反應(yīng)．

解答： 解：（1）電解池中陰極發(fā)生的是陽離子得電子的反應(yīng)，C電極上有銅析出，所以C電極是陰極，連接陰極的是負(fù)極，所以A為電源的負(fù)極，故答案為：負(fù)；
（2）由于A是負(fù)極，所以E是陰極，陰極上發(fā)生陽離子得電子的反應(yīng)，即水電離出的H⁺得電子析出H₂的反應(yīng)，所以E的電極反應(yīng)式為：2H⁺+2e^-=H₂↑或2H₂O+2e^-=2OH^-+H₂↑，故答案為：2H+2e^-=H₂↑ 或2H₂O+2e^-=2OH^-+H₂↑；  
（3）n（Cu）=3.2g÷64g/mol=0.05mol     
丙中：Cu²⁺+2e^-=Cu              
        0.1mol 0.05mol
整個裝置中電子的得失數(shù)相等，故乙中轉(zhuǎn)移電子數(shù)也為0.1mol，
乙中的電解反應(yīng)式為：2NaCl+2H₂O

通電  .

2NaOH+H₂↑+Cl₂↑     
陰極電極方程式為：2H₂O+2e^-=2OH^-+H₂↑          
                   0.1mol 0.1mol
故c（OH^-）=0.1 mol/L，c（H⁺）=1×10^-13 mol/L，pH=13
故答案為：13．          
（4）甲中發(fā)生的反應(yīng)：2CuSO₄+2H₂O

通電  .

2Cu+O₂+2H₂SO₄，由方程式知，電解出的物質(zhì)有Cu和O₂，所以加入CuO或CuCO₃可以使溶液恢復(fù)到原來的濃度，但Cu（OH）₂或堿式碳酸銅會使溶液變稀，不能恢復(fù)到原來的濃度，故答案為：CuO或CuCO₃；
（5）原電池正極發(fā)生的是化合價降低得電子的反應(yīng)，根據(jù)方程式可知是O₂得電子，另外，由于H₂SO₄存在，所以發(fā)生的O₂酸性條件下的電極反應(yīng)：4H⁺+O₂+4e^-═2H₂O，故答案為：4H⁺+O₂+4e^-═2H₂O．

點(diǎn)評：本題主要考查點(diǎn)解池的原理，解題的關(guān)鍵是掌握電解池中離子的放電情況，即陽離子都是在陰極得電子放電，另外，抓住整個裝置中電子得失相等，進(jìn)行電解池中有關(guān)量的計算或判斷，如：產(chǎn)物的量、溶液的PH、化學(xué)式等．