Question

【題目】 I.依據(jù)氧化還原反應Zn(s)＋Cu2＋(aq)===Zn2＋(aq)＋Cu(s)設計的原電池如圖所示。

請回答下列問題：

(1)銅電極為電池的________極；電解質溶液Y是________________。

(2)鹽橋中的Cl－向________（填“左”、或“右”）移動，如將鹽橋撤掉，電流計的指針將不偏轉。

Ⅱ．電解原理在化學工業(yè)中有廣泛應用。

如圖表示一個電解池，裝有電解液a；X、Y是兩塊電極板，通過導線與直流電源相連。請完成以下問題：

(1)若X、Y都是惰性電極，a是飽和NaCl溶液，實驗開始時，同時在兩邊各滴入幾滴酚酞試液：

①在X極附近觀察到的現(xiàn)象是_________________；

②電解一段時間后，該反應總離子方程式_______________________________；

(2)若用該裝置電解精煉銅，電解液a選用CuSO4溶液，則：X電極的材料是____________電解一段時間后，CuSO4溶液濃度_________（填“增大”、減小”或“不變”）。

(3)若X、Y都是惰性電極，a是溶質為Cu(NO3)2和X(NO3)3，且均為0.1 mol的混合溶液，通電一段時間后，陰極析出固體質量m(g)與通過電子的物質的量n(mol)關系如圖所示，則Cu2+、X3+、H+氧化能力由大到小的順序是_____。

Answer 1

【答案】正 CuSO4 左 有氣體產生，溶液變紅 2Cl-+2H2O 2OH-+Cl2↑+H2↑ 純銅 減小 Cu2+、H+ 、X3+

【解析】

I.原電池中較活潑的金屬是負極，失去電子，發(fā)生氧化反應。電子經導線傳遞到正極，溶液中的陽離子向正極移動，正極得到電子，發(fā)生還原反應，據(jù)此分析解答；

II、（1）電解飽和食鹽水時，陽極上是氯離子失電子，陰極上是氫離子得電子，氫氧根離子濃度會減小，堿性增強，據(jù)此回答；

（2）電解精煉銅時電解池的陰極X材料是純銅，陽極是粗銅，其中比金屬銅活潑的金屬優(yōu)先放電；

（3）根據(jù)電解的圖象可知，通電后就有固體生成，當通過電子為0.2mol時，析出固體質量達最大，證明此時析出的固體是銅。如果是X3+析出，電子數(shù)應該是0.3mol，當電子超過0.2mol時，固體質量沒變，說明陰極產生的是氫氣，即電解水，據(jù)此回答氧化能力。

I.（1）根據(jù)方程式Zn(s)＋Cu2＋(aq)＝Zn2＋(aq)＋Cu(s)可知鋅是還原劑，溶液中的銅離子得到電子，則X是鋅電極，為負極，銅電極為電池的正極，電解質溶液Y是CuSO4。

（2）鹽橋中的Cl－向負極，即向左移動。

Ⅱ．（1）①和電源的負極相連的電極X極是陰極，該電極上氫離子發(fā)生得電子的還原反應，即2H++2e-＝H2↑，所以該電極附近氫氧根濃度增大，堿性增強，滴入幾滴酚酞試液會變紅，即在X極附近觀察到的現(xiàn)象是有氣體產生，溶液變紅；

②電解飽和食鹽水得到的產物是氫氧化鈉、氫氣和氯氣，反應的離子方程式為2Cl-+2H2O2OH-+Cl2↑+H2↑；

（2）電解精煉銅時電解池的陰極X材料是純銅，電極反應為Cu2++2e-＝Cu，陽極是粗銅，電極反應為：Cu-2e-＝Cu2+，其中比金屬銅活潑的金屬優(yōu)先放電，所以電解一段時間后，CuSO4溶液濃度會降低；

（3）根據(jù)電解的圖象可知，通電后就有固體生成，當通過電子為0.2mol時，析出固體質量達最大，證明此時析出的固體是銅。如果是X3+析出，電子數(shù)應該是0.3mol，則氧化能力為Cu2+＞X3+，當電子超過0.2mol時，固體質量沒變，說明陰極產生的是氫氣，即電解水，說明氧化能力H+＞X3+，故氧化能力為Cu2+＞H+＞X3+。