Question

（14分）CuSO4溶液是中學(xué)化學(xué)及工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中常見的一種試劑。

（1）配制CuSO4溶液時(shí)，需加入一定量的硫酸溶液，用離子方程式說(shuō)明其原因是 。

（2）利用配制的CuSO4溶液及如圖所示裝置，進(jìn)行以下實(shí)驗(yàn)探究。

①圖一是根據(jù)反應(yīng)Zn＋CuSO4 Cu＋ZnSO4設(shè)計(jì)成的鋅銅原電池。甲池中的電解質(zhì)溶液為 （填化學(xué)式）______________，Cu極的電極反應(yīng)式是__________________，鹽橋中是含有瓊膠的KCl飽和溶液，電 池工作時(shí)Cl－向________(填“甲”或“乙”)池移動(dòng)。

②圖二中，Ⅰ是氫氣燃料電池(電解質(zhì)溶液為KOH溶液)的結(jié)構(gòu)示意圖，電池總反應(yīng)為：2H2＋O2＝2H2O。該同學(xué)想在Ⅱ中實(shí)現(xiàn)鐵上鍍銅，則a處加入的是________(填“H2”或“O2”)，b處電極上發(fā)生的電極反應(yīng)式是_____________________。

③若把圖二Ⅱ中電極均換為惰性電極且CuSO4溶液足量，電解時(shí)的化學(xué)反應(yīng)方程式為 ，

一段時(shí)間后，反應(yīng)停止。下列物質(zhì)能使Ⅱ池恢復(fù)到反應(yīng)前濃度的是________(填選項(xiàng)字母)。

A．Cu B．CuO C．CuCO3 D．Cu(OH)2

Answer 1

（1）Cu2＋＋2H2OCu(OH)2＋2H＋（2分）[（2）①ZnSO4 （1分）； Cu2＋＋2e－ Cu（2分）；（1分）② H2（2分）；O2＋2H2O＋ 4e－ 4 OH－（2分） ③2CuSO4 + 2H2O2Cu +2H2SO4 +O2↑ ；BC（2分）

【解析】

試題分析：（1）CuSO4是強(qiáng)酸弱堿鹽，Cu2+水解會(huì)產(chǎn)生Cu(OH)2，為了使Cu(OH)2雜質(zhì)更少，配制CuSO4溶液時(shí)，需加入一定量的硫酸溶液，來(lái)抑制Cu2+的水解，Cu2+水解離子方程式為：Cu2＋＋2H2OCu(OH)2＋2H＋（2）①鋅銅原電池中鋅所在的電解質(zhì)溶液通常用鋅的可溶性鹽，常用的是ZnSO4，Cu極是正極，Cu2+在正極得到電子，電極反應(yīng)為：Cu2＋＋2e－ Cu，原電池中陰離子向負(fù)極移動(dòng)，所以電池工作時(shí)Cl－向甲池移動(dòng)。②在Ⅱ中實(shí)現(xiàn)鐵上鍍銅那么鐵做陰極，接電源的負(fù)極，銅做陽(yáng)極接電源的正極，則a是負(fù)極，燃料電池中燃料在負(fù)極反應(yīng)，故a通入的是H2，O2 在b處電極上發(fā)生反應(yīng)，電解質(zhì)溶液是堿性的，故電極反應(yīng)為：O2＋2H2O＋ 4e－ 4 OH－③電解CuSO4溶液的反應(yīng)方程式為：2CuSO4 + 2H2O2Cu +2H2SO4 +O2↑，電解后溶液中失去的是Cu和O2，可以看做是CuO，所以要恢復(fù)要原來(lái)的濃度再加入適量的CuO即可，也可以加入CuCO3，CuCO3與溶液的硫酸反應(yīng)生成CO2，相當(dāng)于加入的是CuO，加入Cu，不反應(yīng)，不能回復(fù)要原來(lái)的濃度，加入Cu(OH)2會(huì)有更多的水生成，會(huì)使得濃度比原來(lái)低。

考點(diǎn)：水解鹽類溶液的配制，燃料電池的工作原理、電解池的工作原理、電極反應(yīng)的書寫。