Question

（14分）CuSO₄溶液是中学化学及工农业生产中常见的一种试剂。

（1）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）利用配制的CuSO₄溶液及如图所示装置，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。甲池中的电解质溶液为           （填化学式）______________，Cu极的电极反应式是__________________，盐桥中是含有琼胶的KCl饱和溶液，电 池工作时Cl^－向________(填“甲”或“乙”)池移动。

②图二中，Ⅰ是氢气燃料电池(电解质溶液为KOH溶液)的结构示意图，电池总反应为：2H₂＋O₂＝2H₂O。该同学想在Ⅱ中实现铁上镀铜，则a处加入的是________(填“H₂”或“O₂”)，b处电极上发生的电极反应式是_____________________。

③若把图二Ⅱ中电极均换为惰性电极且CuSO₄溶液足量，电解时的化学反应方程式为             ，

一段时间后，反应停止。下列物质能使Ⅱ池恢复到反应前浓度的是________(填选项字母)。

A．Cu      B．CuO        C．CuCO₃        D．Cu(OH)₂

Answer

（1）Cu2＋＋2H2OCu(OH)2＋2H＋（2分）[（2）①ZnSO4 （1分）； Cu2＋＋2e－ Cu（2分）；（1分）② H2（2分）；O2＋2H2O＋ 4e－ 4 OH－（2分） ③2CuSO4 + 2H2O2Cu +2H2SO4 +O2↑ ；BC（2分）

【解析】

试题分析：（1）CuSO4是强酸弱碱盐，Cu2+水解会产生Cu(OH)2，为了使Cu(OH)2杂质更少，配制CuSO4溶液时，需加入一定量的硫酸溶液，来抑制Cu2+的水解，Cu2+水解离子方程式为：Cu2＋＋2H2OCu(OH)2＋2H＋（2）①锌铜原电池中锌所在的电解质溶液通常用锌的可溶性盐，常用的是ZnSO4，Cu极是正极，Cu2+在正极得到电子，电极反应为：Cu2＋＋2e－ Cu，原电池中阴离子向负极移动，所以电池工作时Cl－向甲池移动。②在Ⅱ中实现铁上镀铜那么铁做阴极，接电源的负极，铜做阳极接电源的正极，则a是负极，燃料电池中燃料在负极反应，故a通入的是H2，O2 在b处电极上发生反应，电解质溶液是碱性的，故电极反应为：O2＋2H2O＋ 4e－ 4 OH－③电解CuSO4溶液的反应方程式为：2CuSO4 + 2H2O2Cu +2H2SO4 +O2↑，电解后溶液中失去的是Cu和O2，可以看做是CuO，所以要恢复要原来的浓度再加入适量的CuO即可，也可以加入CuCO3，CuCO3与溶液的硫酸反应生成CO2，相当于加入的是CuO，加入Cu，不反应，不能回复要原来的浓度，加入Cu(OH)2会有更多的水生成，会使得浓度比原来低。

考点：水解盐类溶液的配制，燃料电池的工作原理、电解池的工作原理、电极反应的书写。