Question

某化学兴趣小组的同学用如图所示装置研究有关电化学的问题。当闭合K时，观察到电流表的指针发生了偏移。

请回答下列问题：

（1）甲装置的名称是________；乙装置的名称是________；Zn极为________极；Pt极为______极。

（2）写出电极反应式：Cu极_____________；石墨棒极____________。

（3）当甲中产生气体时，乙中析出铜的质量应为________；乙中产生的气体在标准状况下的体积应为________。

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

（5）若乙中电极不变，将其溶液换成溶液，闭合K一段时间后，甲中溶液的pH将________（填“增大”、“减小”或“不变”，下同）；乙中溶液的pH将_______。

（6）若乙中电极不变，将其溶液换成饱和溶液，闭合K一段时间，当阴极上有气体生成时，同时有析出，假设温度不变，剩余溶液中溶质的质量分数应为_____（用含w、a的代数式表示，不必化简）。

Answer

原电池 电解池 负 阳 6.4g 2.24L 无变化 增大 增大

【解析】

(1)Zn、Cu和稀硫酸可构成原电池，其中Zn是负极，Cu是正极；乙装置是电解池，石墨棒为阴极，Pt为阳极；

(2)Cu极上发生还原反应；石墨棒上也发生还原反应；

(3)通过甲、乙装置中电子的物质的量相等，当甲中产生时，电路中通过电子，乙中析出和放出；

(4)若将乙中两个电极都换成铜，则乙装置相当于电解精炼铜的装置，阳极溶解的铜和阴极析出的铜一样多，溶液中的浓度基本不变；

(5)若将乙中溶液换成NaCl溶液，则乙装置就是电解饱和食盐水的装置，因反应生成了NaOH,故电解后溶液的pH增大。反应时甲溶液中消耗了H，溶液酸性减弱；

(6)电解溶液的本质是电解水，阴极上析出的气体是，则反应中有被电解，此和析出的构成饱和溶液，该饱和溶液与剩余饱和溶液的溶质质量分数相同。

（1）Zn、Cu和稀硫酸可构成原电池，其中Zn是负极，Cu是正极；乙装置是电解池，石墨棒为阴极，Pt为阳极，

答案为：原电池；电解池；负；阳；

（2）Cu极上发生还原反应：；石墨棒上也发生还原反应：，

答案为：；；

（3）通过甲、乙装置中电子的物质的量相等，当甲中产生时，电路中通过电子，乙中析出和放出，生成铜的质量为0.1mol×64g/mol=6.4g，生成氯气标准状况下的体积为0.1mol×22.4L/mol=2.24L，

答案为：6.4g；2.24L；

（4）若将乙中两个电极都换成铜，则乙装置相当于电解精炼铜的装置，阳极溶解的铜和阴极析出的铜一样多，溶液中的浓度基本不变，溶液的颜色基本不变。

答案为：无变化；

（5）若将乙中溶液换成溶液，则乙装置就是电解饱和食盐水的装置，因反应生成了，故电解后溶液的pH增大。反应时甲溶液中消耗了，溶液酸性减弱，pH也增大。

答案为：增大；增大；

（6）电解溶液的本质是电解水，阴极上析出的气体是，则反应中有被电解，此和析出的构成饱和溶液，该饱和溶液与剩余饱和溶液的溶质质量分数相同。则剩余溶液中溶质的质量分数

答案为：。