Question

有下图所示装置：

（1）装置A中b为_______极，电极反应式为_______，a极反应式为_______。

（2）装置B中C为________极，电极反应式为________。

（3）当铁电极的质量变化为12.8g时，a极上消耗O₂在标准状况下的体积为_______ L。

（4）若将装置B中的CuSO₄溶液更换为100mL滴有酚酞的饱和NaCl溶液，电解一段时间后___极附近颜色变红，当装置A中消耗0.05mol氢气时，装置B中溶液的pH为______。

（5）若将装置B改为电解精炼铜，则粗铜作______极，另一极反应为_____________。

Answer

负 2H2-4e-+4OH-=4H2O O2+4e-+2H2O =4OH- 阳 4OH--4e-= O2↑+2H2O 2.24L 阴 14 阳 Cu2++2e-=Cu

【解析】

装置A为原电池，通入氢气的电极b是负极，碱性条件下，氢气在负极失电子发生氧化反应，通入氧气的电极a是正极，氧气在正极上得电子发生还原反应；装置B为电解池，与原电池正极相连的电极C为阳极，阳极上水电离出的氢氧根失电子发生氧化反应，与负极相连的电极铁为阴极，阴极上铜离子得电子发生还原反应。

（1）装置A为原电池，通入氢气的电极b是负极，碱性条件下，氢气在负极失电子发生氧化反应，电极反应式是2H2-4e-+4OH-=4H2O；通入氧气的电极a是正极，氧气在正极上得电子发生还原反应，电极反应式是O2+4e-+2H2O =4OH-，故答案为：负；2H2-4e-+4OH-=4H2O；O2+4e-+2H2O =4OH-；

（2）装置B为电解池，与原电池正极相连的电极C为阳极，阳极上水电离出的氢氧根失电子发生氧化反应，电极反应式为4OH--4e-=O2↑+2H2O，故答案为：阳；4OH--4e-=O2↑+2H2O；（3）当铁电极的质量变化为12.8g时，析出的铜的物质的量为=0.2mol，由得失电子数目守恒可得×4=0.2mol×2，则a极上消耗O2在标准状况下的体积为0.2mol×22.4L/mol=2.24L，故答案为：2.24L；

（4）电解100mL滴有酚酞的饱和NaCl溶液的化学方程式为2NaCl+2H2O2NaOH+Cl2↑+H2↑，电解时水电离出的H+在阴极放电生成氢气，破坏了水的电离平衡，促使水继续电离，在阴极区附近云集大量氢氧根离子，溶液中c(OH-)＞c(H+)，溶液呈碱性，则电解一段时间后阴极附近溶液变为红色；若装置A中消耗0.05mol氢气，由得失电子数目守恒和电解方程式可得，装置B中溶液的n(OH-)=0.05mol×2=0.1mol.，则c(OH-)==1mol/L c(H+)==10-14mol/L，溶液的PH=14，故答案为：阴；14；

（5）若将装置B改为电解精炼铜，则粗铜作阳极，纯铜做阴极，铜离子在阴极上得电子发生还原反应生成铜，电极反应式为Cu2++2e-=Cu，故答案为：Cu2++2e-=Cu。