Question

有如圖所示裝置：
（1）裝置A中b為

 

極，電極反應(yīng)式為

 

，a極反應(yīng)式為

 

；
（2）裝置B中C為

 

極，電極反應(yīng)式為

 

．
（3）當(dāng)鐵電極的質(zhì)量變化為12.8g時(shí)，a極上消耗O₂在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為

 

L．
（4）若將裝置B中的CuSO₄溶液更換為100mL滴有酚酞的飽和NaCl溶液，電解一段時(shí)間后

 

極附近顏色變紅，當(dāng)裝置A中消耗0.05mol氫氣時(shí)，裝置B中溶液的pH為

 

．
（5）若將裝置B改為電解精煉銅，則粗銅作

 

極，另一極反應(yīng)為

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：原電池和電解池的工作原理

專(zhuān)題：電化學(xué)專(zhuān)題

分析：（1）A為燃料電池，通入氫氣的一極為負(fù)極，
（2）B為電解池，與原電池正極相連的為陽(yáng)極；
（3）根據(jù)電極反應(yīng)中電子守恒計(jì)算；
（4）電解飽和NaCl溶液時(shí)陰極生成氫氧根離子，根據(jù)電解方程求出氫氧根離子的濃度，再求PH；
（5）電解精煉銅是粗銅作陽(yáng)極，陰極上銅離子得電子．

解答： 解：（1）A為燃料電池，通入氫氣的一極為負(fù)極，所以b為負(fù)極，氫氣在負(fù)極上失電子生成水，其電極反應(yīng)式為：2H₂-4e^-+4OH^-=4H₂O，a為正極，正極上氧氣得電子生成氫氧根離子，其電極反應(yīng)式為O₂+4e^-+2H₂O=4OH^-，
故答案為：負(fù)；2H₂-4e^-+4OH^-=4H₂O；O₂+4e^-+2H₂O=4OH^-；
（2）B為電解池，與原電池正極相連的為陽(yáng)極，則C為陽(yáng)極，電極反應(yīng)式為4OH^--4e^-=O₂↑+2H₂O，
故答案為：陽(yáng)；4OH^--4e^-=O₂↑+2H₂O；
（3）Fe電極的反應(yīng)為：Cu²⁺+=Cu，則Fe電極生成的銅的物質(zhì)的量為n（Cu）=

12.8g

64g/mol

=0.2mol，轉(zhuǎn)移的電子為0.4mol，a極反應(yīng)式為，O₂+4e^-+2H₂O=4OH^-，則消耗的氧氣為0.1mol，即2.24L，
故答案為：2.24；
（4）電解飽和NaCl溶液時(shí)陰極生成氫氧根離子，所以陰極變紅色，當(dāng)裝置A中消耗0.05mol氫氣時(shí)轉(zhuǎn)移電子0.1mol，B中陰極的電極方程式為：4H₂O-4e^-=2H₂↑+4OH^-，根據(jù)電子守恒可知，B中生成的氫氧根離子為0.1mol，則c（OH^-）=

0.1mol

0.1L

=1mol/L，所以c（H⁺）=10^-14mol/L，則溶液的pH=14，
故答案為：14；
（5）電解精煉銅是粗銅作陽(yáng)極，陰極上銅離子得電子，則陰極的電極反應(yīng)為Cu²⁺+2e^-=Cu，故答案為：陽(yáng)；Cu²⁺+2e^-=Cu．

點(diǎn)評(píng)：本題考查電解池原理，正確推斷原電池正負(fù)極是解本題的關(guān)鍵，難點(diǎn)是計(jì)算溶液的pH，根據(jù)電荷守恒和電極反應(yīng)式中反應(yīng)物的關(guān)系來(lái)分析解答即可．