Question

【題目】電解原理和原電池原理是電化學的兩個重要內(nèi)容．某興趣小組做如下探究實驗：

（1）如圖1為某實驗小組依據(jù)氧化還原反應(yīng)設(shè)計的原電池裝置，該反應(yīng)的離子方程式為__________________，反應(yīng)前兩電極質(zhì)量相等，一段時間后，兩電極質(zhì)量相差15g，導線中通過__mol電子．

（2）如圖1，其他條件不變，若將CuCl2溶液換為NH4Cl溶液，石墨電極的電極反應(yīng)式為___________________________________，這是由于NH4Cl溶液顯____性，用離子方程式表示溶液顯此性的原因__________________________________________

（3）如圖2，其他條件不變，若將鹽橋換成彎銅導線與石墨相連成∩型，則乙裝置中石墨電極(1)為__極，甲裝置中銅電極上電極反應(yīng)式為_____

（4）如圖2乙裝置中改為加入400mL CuSO4溶液，一段時間后，若電極質(zhì)量增重1.28g，則此時溶液的pH為__

Answer 1

【答案】 Fe＋Cu2+==Cu＋Fe2+ 0.25 2H+＋2e- == H2↑或 2NH4+＋2e-==H2↑＋2NH3 酸 NH4+＋H2ONH3·H2O＋H+ 陰 O2＋4e-＋2H2O==4OH- 1

【解析】試題分析：本題考查原電池原理和電解池原理，電化學的有關(guān)計算。

（1）Fe為負極，Fe極的電極反應(yīng)式為Fe-2e-=Fe2+，石墨為正極，石墨極的電極反應(yīng)式為Cu2++2e-=Cu，反應(yīng)的離子方程式為Fe+Cu2+=Fe2++Cu。若反應(yīng)前兩電極質(zhì)量相等，根據(jù)電子守恒，電路中每通過2mol電子，負極減少1molFe（56gFe），正極增加1molCu（64gCu），即電路中每通過2mol電子，兩極質(zhì)量相差56g+64g=120g，則兩極質(zhì)量相差15g時導線中通過的電子為2mol=0.25mol。

（2）若將CuCl2溶液換為NH4Cl溶液，石墨為正極，石墨電極的電極反應(yīng)式為2H++2e-=H2↑（或2NH4++2e-=H2↑+2NH3）。NH4Cl屬于強酸弱堿鹽，由于NH4+的水解，NH4Cl溶液呈酸性，NH4+水解的離子方程式為NH4++H2ONH3·H2O+H+。

（3）其他條件不變，若將鹽橋換成彎銅導線與石墨相連成∩型，此時甲裝置為原電池，乙裝置為電解池，由于Fe比Cu活潑，甲裝置中Fe為負極，Cu為正極，則乙裝置中的石墨（1）為陰極，石墨（2）為陽極。甲裝置中溶液為NaCl溶液，溶液呈中性，甲為鐵的吸氧腐蝕，Cu極的電極反應(yīng)式為O2+4e-+2H2O=4OH-。

（4）如圖2乙裝置中改為加入400mL CuSO4溶液，裝置乙中電解的離子方程式為2Cu2++2H2O2Cu+4H++O2↑，若電極質(zhì)量增重1.28g即n（Cu）==0.02mol，則反應(yīng)生成n（H+）=0.04mol，c（H+）==0.1mol/L，溶液的pH=-lgc（H+）=1。