Question

如图当线路接通时，发现M(用石蕊试液浸润过的滤纸)a端显蓝色，b端显红色，且知甲中电极材料是锌、银，乙中电极材料是铂。回答：

(1)甲、乙分别是什么装置_____________、______________。

(2)A电极材料为_____________，B电极上的电极反应为：______________。

(3)请解释a处变蓝的原因：________________

(4)已知乙中溶液体积为100 mL，当B上析出0.32 g红色物质时，此时乙中溶液的pH=__________(不考虑溶液体积的变化，温度为室温)。

Answer

原电池 电解池或电解槽 Zn Cu2++2e-=Cu a端为电解池的阴极，水电离出的H+放电，使水电离平衡右移，溶液中c(OH-)>c(H+)，溶液呈碱性，使石蕊试液变蓝 13

【解析】

线路接通时，发现M(用石蕊试液浸润过的滤纸)a端显蓝色，则a端为碱性，氢离子放电，a极为阴极；b端显红色，则b端为酸性，氢氧根离子放电，b极是阳极。根据电解原理可知：和电源的正极相连的是阳极，和电源的负极相连的是阴极，根据原电池、电解池的构成条件以及工作原理知识来回答。

线路接通时，发现M(用石蕊试液浸润过的滤纸)a端显蓝色，则a端为碱性，氢离子放电，a极为阴极；b端显红色，则b端为酸性，氢氧根离子放电，b极是阳极。

(1)甲中电极材料是锌、银，有活动性不同的电极，与电解质溶液形成了闭合回路，Zn能够与CuSO4溶液自发进行氧化还原反应，因此甲池为原电池，Zn作负极，Ag作正极；乙池中两个电极都是铂电极，与原电池相连形成闭合回路，则乙池为电解池；

(2)根据上述分析可知a为阴极，与电源负极连接；b为阳极，与电源的正极连接。由于甲池为原电池，金属活动性Zn>Ag，所以Zn为负极，Ag为正极，所以甲池中与a连接的电极A为Zn电极，与b连接的电极B为Ag电极，正极Ag上溶液中的Cu2+得到电子，发生还原反应，电极反应式为：Cu2++2e-=Cu；

(3)a处与电源负极连接，为电解池的阴极，石蕊试液中的水电离产生的H+不断放电，破坏了负极的水的电离平衡，使水的电离平衡正向移动，最终达到平衡时，附近溶液中c(OH-)>c(H+)，溶液显碱性，因此使石蕊试液变蓝色；

(4)B电极发生反应：Cu2++2e-=Cu，当B上析出0.32 g红色物质时，产生Cu的物质的量是n(Cu)==0.005 mol，则转移电子的物质的量为n(e-)=2n(Cu)=0.01 mol，乙池总反应方程式为：2NaCl+2H2OCl2↑+H2↑+2NaOH，根据方程式可知：每产生2 mol NaOH时，转移2 mol电子。由于在同一闭合回路中电子转移数目相等，所以转移0.01 mol电子时，反应产生NaOH的物质的量是0.01 mol，乙池溶液体积是100 mL，则反应产生NaOH溶液的浓度为c(NaOH)==0.1 mol/L，则溶液中c(H+)=mol/L=10-13 mol/L，所以该溶液的pH=13。