Question

【題目】觀察下列裝置，回答下列問題。

(1) 甲裝置中通入乙醇的電極反應(yīng)式為_______________________________________。

(2) 用上圖裝置電解200 mL 1mol/L CuSO4溶液，石墨電極上的電極反應(yīng)式是________，在Ag電極附近觀察到的現(xiàn)象是_____________________________。

(3) 電解一段時間，當(dāng)甲池消耗了112 mLO2(標(biāo)況下)，此時乙裝置中溶液的pH為_______(忽略電解前后體積變化)。若要將該溶液完全恢復(fù)到電解前的濃度和pH，需要補(bǔ)充的物質(zhì)是_____________，其物質(zhì)的量為___________。

(4) 丙裝置中總反應(yīng)的離子方程式為____________________________________________。

Answer 1

【答案】C2H5OH－12e－+16OH－==2CO32－+11H2O 4OH－－4e－==H2O+O2↑或 2H2O－4e－==O2↑+4H+ 有紅色固體(Cu)析出 1 CuO或CuCO3 0.01mol Mg2++2Cl－+2H2OMg(OH)2↓+H2↑+Cl2↑。

【解析】

甲池為燃料電池，乙池和丙池都為電解池。甲池中，加入乙醇的電極為負(fù)極，通氧氣的電極為正極；則乙池中石墨電極為陽極，Ag電極為陰極；丙池中，左邊Pt電極為陽極，右邊Pt電極為陰極。

(1) 甲裝置中加入乙醇的電極為負(fù)極，乙醇失電子，生成的產(chǎn)物再與KOH溶液反應(yīng)，最后生成碳酸鹽和水。

(2) 用上圖裝置電解200 mL 1mol/L CuSO4溶液，石墨電極上發(fā)生H2O失電子生成O2和H+的反應(yīng)，在Ag電極上發(fā)生Cu2+得電子生成Cu的反應(yīng)，由此可確定此電極附近觀察到的現(xiàn)象。

(3) 電解一段時間，當(dāng)甲池消耗了112 mLO2(標(biāo)況下)，利用電荷守恒，可求出乙裝置中生成n(H+)，從而求出溶液的pH。若要將該溶液完全恢復(fù)到電解前的濃度和pH，則需往溶液中加入陰、陽極生成物發(fā)生化合反應(yīng)的產(chǎn)物。

(4) 丙裝置中電解MgCl2溶液，可利用電解飽和食鹽水的反應(yīng)進(jìn)行類推，同時要注意差異性，即生成Mg(OH)2沉淀。

(1)甲裝置中加入乙醇的電極為負(fù)極，乙醇失電子，生成的產(chǎn)物再與KOH溶液反應(yīng)，最后生成碳酸鹽和水，電極反應(yīng)式為C2H5OH－12e－+16OH－==2CO32－+11H2O。答案為：C2H5OH－12e－+16OH－==2CO32－+11H2O；

(2) 用上圖裝置電解200 mL 1mol/L CuSO4溶液，石墨電極(陽極)上發(fā)生H2O失電子生成O2和H+的反應(yīng)，電極反應(yīng)式為4OH－－4e－==H2O+O2↑或 2H2O－4e－==O2↑+4H+；在Ag電極(陰極)上發(fā)生反應(yīng)Cu2++2e-=Cu，此電極附近觀察到的現(xiàn)象為有紅色固體(Cu)析出。答案為：4OH－－4e－==H2O+O2↑或 2H2O－4e－==O2↑+4H+；有紅色固體(Cu)析出；

(3)n(O2)==0.005mol，由O2——4H+，可求出n(H+)=0.005mol×4=0.02mol，c(H+)==0.1mol/L，pH=1。陽極生成O2(0.005mol)，陰極生成Cu(0.01mol)，2Cu+O2=2CuO(0.01mol)，所以需往電解后的溶液中加入0.01mol CuO或CuCO3，可將該溶液完全恢復(fù)到電解前的濃度和pH。答案為：有紅色固體(Cu)析出；1；CuO或CuCO3；0.01mol；

(4) 丙裝置中電解MgCl2溶液，可利用電解飽和食鹽水的反應(yīng)進(jìn)行類推，從而得出總反應(yīng)的離子方程式為Mg2++2Cl－+2H2OMg(OH)2↓+H2↑+Cl2↑。答案為：Mg2++2Cl－+2H2OMg(OH)2↓+H2↑+Cl2↑。