Question

8．用如圖所示的裝置進(jìn)行電解．通電一會(huì)兒，發(fā)現(xiàn)用NaCl溶液濕潤的淀粉KI試紙的C端變?yōu)樗{(lán)色．
（1）E為電源的負(fù)極，F(xiàn)e為陰極
（2）A中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為2Cu²⁺+2H₂O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$2Cu+4H⁺+O₂↑，B中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為2Cu+2H₂O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$2Cu（OH）₂+H₂↑
（3）在B中觀察到的現(xiàn)象是銅片溶解，石墨電極上有氣體生成，溶液中有藍(lán)色沉淀生成
（4）若此電源為鉛蓄電池，電池總反應(yīng)式為：Pb+PbO₂+4H⁺+2SO₄^2-$?_{充電}^{放電}$PbSO₄+2H₂O，則放電時(shí)：正極的電極反應(yīng)式是PbO₂+2e^-+4H⁺+2SO₄^2-=PbSO₄+2H₂O；電解液中H₂SO₄的濃度將變��；當(dāng)外電路通過1mol電子時(shí)，理論上負(fù)極板的質(zhì)量增加48g，此時(shí)若要使A池中的溶液復(fù)原，應(yīng)加入40g的CuO固體．

Answer 1

分析 通電一會(huì)兒，發(fā)現(xiàn)濕潤的淀粉KI試紙的C端變?yōu)樗{(lán)色，說明C端是陽極，則E是負(fù)極，F(xiàn)是正極，鐵作陰極，鉑絲作陽極，電解硫酸銅溶液時(shí)，陰極上銅離子放電，陽極上氫氧根離子放電，
（1）E為電源的 負(fù)極，鐵電源負(fù)極相連，所以Fe為陰極；
（2）A池中為惰性電極電解硫酸銅溶液，反應(yīng)的離子方程式為2Cu²⁺+2H₂O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$2Cu+4H⁺+O₂↑；B中銅為陽極電解硫酸鈉溶液，發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為2Cu+2H₂O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$2Cu（OH）₂+H₂↑；
（3）在B中觀察到的現(xiàn)象是銅片溶解，石墨電極上有氣體生成，溶液中有藍(lán)色沉淀生成；
（4）電池總反應(yīng)式為：Pb+PbO₂+4H⁺+2SO₄^2-?2PbSO₄+2H₂O，寫出電極反應(yīng)為：負(fù)極電解反應(yīng)：Pb-2e^-+SO₄^2-=PbSO₄ ，正極電極反應(yīng)：PbO₂+2e^-+4H⁺+2SO₄^2-=PbSO₄+2H₂O，依據(jù)電解反應(yīng)和電池原理分析判斷．

解答 解：通電一會(huì)兒，發(fā)現(xiàn)濕潤的淀粉KI試紙的C端變?yōu)樗{(lán)色，說明C端是陽極，則E是負(fù)極，F(xiàn)是正極，鐵作陰極，鉑絲作陽極，電解硫酸銅溶液時(shí)，陰極上銅離子放電，陽極上氫氧根離子放電，
（1）E為電源的 負(fù)極，鐵電源負(fù)極相連，所以Fe為陰極，故答案為：負(fù)；陰；
（2）A池中為惰性電極電解硫酸銅溶液，反應(yīng)的離子方程式為2Cu²⁺+2H₂O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$2Cu+4H⁺+O₂↑；B中銅為陽極電解硫酸鈉溶液，發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為2Cu+2H₂O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$2Cu（OH）₂+H₂↑；故答案為：2Cu²⁺+2H₂O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$2Cu+4H⁺+O₂↑；2Cu+2H₂O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$2Cu（OH）₂+H₂↑；
（3）在B中觀察到的現(xiàn)象是銅片溶解，石墨電極上有氣體生成，溶液中有藍(lán)色沉淀生成，故答案為：銅片溶解，石墨電極上有氣體生成，溶液中有藍(lán)色沉淀生成；
（4）電池總反應(yīng)式為：Pb+PbO₂+4H⁺+2SO₄^2-?2PbSO₄+2H₂O，寫出電極反應(yīng)為：負(fù)極電解反應(yīng)：Pb-2e^-+SO₄^2-=PbSO₄ ，正極電極反應(yīng)：PbO₂+2e^-+4H⁺+2SO₄^2-=PbSO₄+2H₂O，放電時(shí)：正極的電極反應(yīng)式是PbO₂+2e^-+4H⁺+2SO₄^2-=PbSO₄+2H₂O；電解液中H₂SO₄的濃度將減少；當(dāng)外電路通過1mol電子時(shí)，依據(jù)電子守恒計(jì)算理論上負(fù)極板的質(zhì)量增加0.5mol×303g/mol-0.5mol×207g/mol=48g，此時(shí)若要使A池中的溶液復(fù)原，應(yīng)加入0.5molCuO固體，其質(zhì)量為0.5mol×80g/mol=40g，
故答案為：PbO₂+2e^-+4H⁺+2SO₄^2-=PbSO₄+2H₂O；��；48；40．

點(diǎn)評(píng) 本題綜合考查電解原理，側(cè)重于考查學(xué)生綜合運(yùn)用電解知識(shí)的能力，題目難度較大，注意把握電解規(guī)律，能正確判斷電極方程式．