Question

（10分）某同學用碳棒、純銅片、直流電源和稀硫酸為原材料，實現(xiàn)了在通常條件下不能發(fā)生的反應：Cu + H₂SO₄(稀) ＝ CuSO₄ + H₂↑
（1）請在右邊方框中畫出能夠?qū)崿F(xiàn)這一反應的裝置圖。

（2）在設計實驗實際操作時，由于裝置連接不當，他看到了完全不同的實驗現(xiàn)象：碳棒和銅片上均有無色氣泡產(chǎn)生，溶液并未變?yōu)樗{色。請你分析其原因        ①         。
假設按照該方案進行實驗，且收集到碳棒上產(chǎn)生氣體體積為11. 2L（標準狀況下）。則該過程中銅片上發(fā)生的反應式為     ②   。此時要使溶液恢復到實驗前的狀態(tài)，需加入    ③     （寫出該物質(zhì)的化學式），其質(zhì)量為     ④    。

Answer 1

（1）    
（2）①兩極與電源的正負極接反了   ②2H⁺+2e^－＝ H₂↑   ③H₂O   ④18g

試題分析：（1）根據(jù)方程式可知，Cu做陽極，石墨做陰極，H₂SO₄做電解質(zhì)溶液，所以裝置圖為
（2）如果電極放反，則陽極為：4OH^- -4e^-=O₂↑+2H₂O，陰極為2H⁺+2e^-=H₂↑，所以看不到預期的現(xiàn)象。要想恢復到實驗前的狀態(tài)需要加入水，因為生成O₂ 11.2L，則需要水18g。
點評：電解中最關鍵的是準確判斷出電極上離子的放電順序。在判斷電解產(chǎn)物時，首先判斷陽極電極材料。如果是活性電極，則電極本身失去電子。如果是惰性電極，則溶液中的陰離子失去電子。而陰極是溶液中的陽離子得到電子，所以需要熟練記住常見離子的放電順序。