Question

（12分）如图所示，U形管内盛有100mL的溶液，按要求回答下列问题：

（1）打开K₂ ，合并K₁ ，若所盛溶液为CuSO₄溶液：则A为      极，A极的电极反应式为                。若所盛溶液为KCl溶液：则B极的电极反应式为                 

（2）打开K₁，合并K₂，若所盛溶液为滴有酚酞的NaCl溶液，则：

①A电极附近可观察到的现象是                       ，Na⁺移向        极（填A、B）

②B电极上的电极反应式为               ，总反应化学方程式是                   。

③反应一段时间后打开K₂ , 若忽略溶液的体积变化和气体的溶解，B极产生气体的体积（标准状况）为11.2mL， 将溶液充分混合，溶液的pH约为          。若要使电解质溶液恢复到原状态，需向U形管内加入或通入一定量的            。

（3）如要用电解方法精炼粗铜，打开K₁，合并K₂，电解液选用CuSO₄溶液，则A电极的材料应换成是        ，电极反应式是                     ，反应一段时间后电解质溶液中Cu²⁺浓度       （填“增大”、“减小”、“不变”）。

Answer

(1)负   Zn-2e-=Zn2+       O2+2H2O+4e-=4OH-

(2)①溶液变红    A    ②2Cl- - 2e-=Cl2↑   

③  11    HCl气体

（3）纯铜   Cu2++2e-=Cu   减小

【解析】（1）此为原电池，活泼金属Zn做负极：Zn-2e-=Zn2+ ，若所盛溶液为KCl溶液，锌发生吸氧腐蚀：O2+2H2O+4e-=4OH-

（2）此为电解氯化钠溶液的电解池；

溶液中的阴离子：Na+、H＋移向A极；阴离子Cl－、OH－移向B极。根据放电顺序可知：

阴极：2H＋＋2e－=H2↑，破坏了水的电离平衡，导致阴极附近呈碱性，可使酚酞变红。

阳极：2Cl－－2e－=Cl2↑

整个装置只析出了氢气与氯气，所以要想让溶液恢复原样，只需向U形管内通入一定量的HCl即可

③B极产生氯气的体积（标准状况）为11.2mL，即为0.00005 mol，由方程式知道同时可生成NaOH0.0001mol，则溶液的c（OH－）=0.001mol/L，则pH=11

（3）精炼铜时，应把粗铜当阳极，纯铜作阴极，由于阳极有一些杂质金属失电子，但阴极一直是铜离子放电，导致溶液中的铜离子浓度有所减小