Question

（Ⅰ）某興趣小組的同學用下圖所示裝置研究有關電化學的問題．當閉合該裝置的電鍵時，觀察到電流計的指針發(fā)生了偏轉(zhuǎn)．請回答下列問題：
（1）甲裝置的名稱是

 

 （填“原電池”或“電解池”）．
（2）寫出電極反應式：Pt極

 

； 當甲中產(chǎn)生0.1mol氣體時，乙中析出銅的質(zhì)量應為

 

．
（3）若乙中溶液不變，將其電極都換成銅電極，電鍵閉合一段時間后，乙中溶液的顏色

 

（填“變深”、“變淺”或“無變化”）．
（4）若乙池溶液通電一段時間后，向所得的溶液中加入0.1mol的Cu（OH）₂后恰好恢復到電解前的濃度．則電解過程中轉(zhuǎn)移電子的數(shù)目為

 

．（用N_A表示）
（Ⅱ）由Cu²⁺、Cl^-、Na⁺、SO₄^2-四種離子中的兩種離子組成的電解質(zhì)溶液若干種，可選用鐵電極、銅電極、鉑電極進行電解實驗．
（1）欲使鐵制品表面鍍銅，應以

 

為陽極，電解質(zhì)溶液為

 

．
（2）以鉑作陽極電解

 

溶液時，溶液的堿性有明顯增強，且溶液保澄清，電解時總反應的化學方程式為

 

．

Answer 1

考點：原電池和電解池的工作原理

專題：電化學專題

分析：（Ⅰ）（1）甲裝置能自發(fā)的進行氧化還原反應，則甲為原電池、乙為電解池；
（2）Pt極作陽極，陽極上氫氧根離子放電；根據(jù)轉(zhuǎn)移電子相等計算析出銅的質(zhì)量；
（3）若乙中溶液不變，將其電極都換成銅電極，該裝置為電鍍池，根據(jù)溶液中離子濃度是否變化判斷；
（4）根據(jù)“析出什么加入什么”的原則計算；
（Ⅱ）由Cu²⁺、Cl^-、Na⁺、SO₄^2-四種離子中的兩種離子組成的電解質(zhì)溶液若干種，可選用鐵電極、銅電極、鉑電極進行電解實驗．
（1）電鍍時，鍍層作陽極、鍍件作陰極，電解質(zhì)為可溶性的含有陽極金屬元素的鹽；
（2）以鉑作陽極電解時，溶液的堿性有明顯增強，且溶液保澄清，什么陰極上氫離子放電．

解答： 解：（Ⅰ）（1）甲裝置能自發(fā)的進行氧化還原反應，則甲為原電池、乙為電解池，Zn易失電子作負極、Cu作正極，故答案為：原電池；
（2）甲中Zn作負極、Cu作正極，則Pt極作陽極，陽極上氫氧根離子放電，電極反應式為4OH^--4e^-═2H₂O+O₂↑；當甲中生成0.1mol氣體時轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量=0.1mol×2=0.2mol，串聯(lián)電路中轉(zhuǎn)移電子相等，
根據(jù)轉(zhuǎn)移電子相等得析出銅的質(zhì)量=

0.2mol

2

×64g/mol=6.4g；
故答案為：4OH^--4e^-═2H₂O+O₂↑；6.4g；
（3）若乙中溶液不變，將其電極都換成銅電極，該裝置為電鍍池，電鍍時陽極溶解的銅等于陰極析出的銅，導致溶液中銅離子濃度不變，則溶液顏色不變，故答案為：不變；
（4）根據(jù)“析出什么加入什么”的原則知，0.1mol的Cu（OH）₂相當于0.1molCuO和0.1molH₂O，陰極上析出氫氣和銅，則轉(zhuǎn)移電子的數(shù)目=0.1mol×（2+2）×N_A/mol=0.4N_A，故答案為：0.4N_A；
（Ⅱ）由Cu²⁺、Cl^-、Na⁺、SO₄^2-四種離子中的兩種離子組成的電解質(zhì)溶液若干種，可選用鐵電極、銅電極、鉑電極進行電解實驗．
（1）電鍍時，鍍層作陽極、鍍件作陰極，電解質(zhì)為可溶性的含有陽極金屬元素的鹽，所以Cu作陽極、電解質(zhì)為CuSO₄，故答案為：Cu；CuSO₄溶液；
（2）以鉑作陽極電解氯化鈉溶液時，陰極電極反應式為：2H₂O+2e^-=H₂ ↑+2OH^-，陽極上氯離子失電子發(fā)生氧化反應，電極反應式為：2Cl^--2e^-=Cl₂↑，同時生成氫氧化鈉，所以其電池反應式為：2NaCl+2H₂O

電解  .

2NaOH+H₂↑+Cl₂↑，所以溶液中氫離子濃度逐漸減小，pH值逐漸變大，且溶液保持澄清，
故答案為：NaCl；2NaCl+2H₂O

電解  .

2NaOH+H₂↑+Cl₂↑．

點評：本題考查了原電池和電解池原理，明確各個電極上發(fā)生的反應是解本題關鍵，再結合轉(zhuǎn)移電子守恒來分析解答，難點是（I）（4），陰極上不僅銅離子放電，氫離子也放電，為易錯點．