Question

CuSO₄溶液是中学化学及工农业生产中常见的一种试剂．

（1）某同学配制CuSO₄溶液时，需加入一定量的硫酸溶液，用离子方程式说明其原因是______．
（2）该同学利用制得的CuSO₄溶液，进行以下实验探究．
①图一是根据反应Zn+CuSO₄=Cu+ZnSO₄设计成的锌铜原电池．电解质溶液甲是______（填“ZnSO₄”或“CuSO₄”）溶液；Cu极的电极反应式是______．
②图二中，Ⅰ是甲烷燃料电池（电解质溶液为KOH溶液）的结构示意图，该同学想在Ⅱ中实现铁上镀铜，则b处通入的是______（填“CH₄”或“O₂”），a处电极上发生的电极反应式是______．若只把Ⅱ中电极均换为惰性电极，电解时的化学反应方程式为______ 2Cu+O₂↑+2H₂SO₄

Answer

（1）硫酸中氢离子抑制铜离子水解；
（2）①甲中不能发生化学反应，甲中电极为Zn，为负极，则Cu为正极，铜离子得到电子；
②实现铁上镀铜，Cu为阳极，则b为正极，a为负极，甲烷失去电子；把Ⅱ中电极均换为惰性电极，电极硫酸铜生成Cu、氧气、硫酸；
结合2CuSO4+2H2O2Cu+O2↑+2H2SO4，2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑，阳极生成的气体为氧气、氯气，结合离子的放电顺序可知，先生成氯气，结合电子守恒来计算．
【解析】
（1）硫酸中氢离子抑制铜离子水解，离子反应为Cu2++2H2O⇌Cu（0H）2+2H+，故答案为：Cu2++2H2O⇌Cu（0H）2+2H+；
（2）①甲中不能发生化学反应，甲中电极为Zn，为负极，电解质溶液甲是ZnSO4，则Cu为正极，铜离子得到电子，电极反应为Cu-2e-=Cu2+，
故答案为：ZnSO4；Cu-2e-=Cu2+；
②实现铁上镀铜，Cu为阳极，则b为正极，通入的气体O2，a为负极，甲烷失去电子，电极反应为CH4-8e-+10OH-=CO32-+7H2O；把Ⅱ中电极均换为惰性电极，电极硫酸铜生成Cu、氧气、硫酸，电解反应为2CuSO4+2H2O2Cu+O2↑+2H2SO4；
由离子的放电顺序可知，先生成氯气，阳极生成的气体为氧气、氯气，阳极产生的气体为672mL，n=0.03mol，
2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑，
 0.04mol       0.04mol     0.02mol
2CuSO4+2H2O2Cu+O2↑+2H2SO4，
                    0.01  0.02
n（OH-）=n（H+），溶液为中性，pH=7，
故答案为：O2；CH4-8e-+10OH-=CO32-+7H2O；7．