Question

（18分）（Ⅰ）某兴趣小组的同学用下图所示装置研究有关电化学的问题。当闭合该装置的电键时，观察到电流计的指针发生了偏转。请回答下列问题：

（1）甲装置的名称是_____(填“原电池”或“电解池”)。

（2）写出电极反应式：Pt极                 ；

当甲中产生0.1 mol气体时，乙中析出铜的质量应为___________。

（3）若乙中溶液不变，将其电极都换成铜电极，电键闭合一段时间后，乙中溶液的颜色_______（填“变深”、“变浅”或“无变化”）。

（4）若乙池溶液通电一段时间后，向所得的溶液中加入0.1mol的Cu（OH）₂后恰好恢复到电解前的浓度。则电解过程中转移电子的数目为            。（用N_A表示）

（Ⅱ）由Cu²⁺、Cl^- 、Na⁺、SO₄^2-四种离子中的两种离子组成的电解质溶液若干种，可选用铁电极、铜电极、铂电极进行电解实验。

（1）欲使铁制品表面镀铜，应以_______为阳极，电解质溶液为            。

（2）以铂作阳极电解         溶液时，溶液的碱性有明显增强，且溶液保澄清，电解时总反应的化学方程式为                                。

Answer

Ⅰ.（1）原电池；（2）2Cl--2e-=Cl2↑ 、 6.4g；（3） 变深 ；（4） 0.4NA ；

Ⅱ．（1） 铜 、硫酸铜或氯化铜溶液 ；（2） 氯化钠溶液

【解析】

试题分析：（Ⅰ）（1）根据图中的铜、锌两种电极和电解质稀硫酸构成闭合电路知：该装置为原电池，Zn活泼，则Zn作负极，Cu作正极，发生电池反应为Zn+H2SO4═ZnSO4+H2↑，电子由负极流向正极，该装置将化学能转变为电能。（2）甲装置为原电池，将化学能转变为电能，乙装置为电解池，石墨和铂都为惰性电极，连接电源正极的铂电极为电解池的阳极，发生氧化反应：2Cl--2e-=Cl2↑，连接电源负极的碳电极为电解池的阴极，发生：Cu2++2e-=Cu，根据原电池、电解池中电子守恒，当甲中产生0.1mol气体时，铜正极上发生2H++2e-=H2↑，转移0.2mol电子，根据Cu2++2e-=Cu，乙中析出铜的物质的量为0.1mol，质量为6.4克。（3）若乙中溶液不变，将其电极都换成铜电极，电键闭合一段时间后，为电镀池，阳极铜溶解Cu-2e-=Cu2+，阴极铜上铜离子得电子析出金属铜Cu2++2e-=Cu，溶液中铜离子颜色为蓝绿色，溶液中c（Cu2+）不变，所以颜色未变。（4）1 mol Cu(OH)2可看成0.1 mol CuO·H2O即加入0.1 mol CuO和0.1 mol H2O能恢复到电解前的浓度。电解CuSO40.1 mol，转移电子0.2 mol，电解消耗水0.1 mol，又转移电子0.2 mol，共转移0.4 mol e－；（Ⅱ）由Cu2+、Cl-、Na+、SO42-四种离子中的两种离子组成的电解质溶液，可以是CuCl2、Na2SO4；也可为CuSO4、NaCl；（1）铁制品表面镀铜，应铜做阳极，电解硫酸铜或氯化铜溶液；（2）以铂作阳极电解硫酸铜，电解过程中，阳极：溶液中阴离子OH-、SO42-移向阳极，氢氧根离子放电发生氧化反应，电极反应式：4OH--4e-═2H2O+O2↑；阴极：溶液中阳离子Cu2+、H+移向阴极发生还原反应，电极反应：2Cu2++4e-═2Cu；所以溶液中氢氧离子浓度逐渐减小，氢离子浓度逐渐增大，pH值逐渐变小；以铂作阳极电解氯化钠溶液时，阴极电极反应式为：2H2O+2e-=H2 ↑+2OH-，阳极上氯离子失电子发生氧化反应，电极反应式为：2Cl--2e-=Cl2↑，同时生成氢氧化钠，所以其电池反应式为：2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑，所以溶液中氢离子浓度逐渐减小，pH值逐渐变大，且溶液保持澄清；

考点：考查电解原理、化学电源新型电池。