Question

（12分，每空2分）某研究性学习小组的课题为“Mg—Cu硫酸原电池电解CuCl₂溶液的研究”，他们的研究装置如下图所示（C₁、C₂均为碳棒），按要求填写下列空格。

（1）铜片上的现象是                  ，该极的电极反应式为                    。

（2）C₁极的名称为              ，C₂极的电极反应式为                      。

（3）下列关于该装置中电子流向的叙述中正确的是          。

A．从镁电极经导线流向C₁极

B．从C₁极经导线流向镁电极

C．从铜电极经导线流向C₂极 

D．从C₂极经导线流向铜电极

（4）原电池中稀硫酸的体积为200 mL ，物质的量浓度为1．5 mol·L^-1，当电解池中某碳棒上产生3．36 L（标准状况）气体时，求：

①有         个电子通过了电线(N_A=6．02×10²³) 。

②此时原电池溶液中H⁺的物质的量浓度为        mol/L(不考虑溶液体积变化)。

Answer

（14分）

（1）有气泡生成， 2H＋＋2e＝H2 （2）阴极 2Cl－－2e－＝Cl2↑

（3）A D （4）①1．806×1023 ②1．5

【解析】

试题分析：（1）Mg、Cu和稀硫酸构成原电池，Mg比铜活泼做负极，铜做正极，溶液中的氢离子在正极得电子生成氢气，所以铜片上的现象是有气泡生成，该极的电极反应式为2H＋＋2e＝H2。

（2）装置右端为电解池，C1与原电池的负极相连，C1做阴极，C2与原电池的正极相连，C2做阳极，溶液中的Cl－在阳极放电生成氯气，所以C1极的名称为阴极，C2极的电极反应式为2Cl－－2e－＝Cl2↑。

（3）该装置中，负极是Mg电极，Mg失去电子，电子沿导线流向C1电极，溶液中的阴离子在C2电极放电，沿导线流向铜电极，所以该装置中电子流向的叙述中正确的是A D。

（4）①电解CuCl2 溶液时，阳极产生氯气，阴极产生铜，所以碳棒上产生的3．36 L（标准状况）气体是氯气，物质的量为0．15mol，根据2Cl－－2e－＝Cl2↑，则有0．3NA（或1．806×1023 ）个电子通过了电线；②根据2H＋＋2e＝H2，电路中转移0．3mol电子时，消耗H＋0．3mol,则此时原电池溶液中H+的物质的量浓度为（1．5 mol·L-1×2×0．2L-0．3mol）÷0．2L=1．5mol/L

考点：考查原电池、电解池的工作原理。