Question

5．如圖所示，用導線將AB兩個裝置連接起來，ab都為石墨棒，回答：
①A燒杯中看到的現象為負極鋅不斷溶解，正極銅表面有氣泡產生；
②B燒杯中看到的現象為a棒處有黃綠色的氣體產生，b棒上有紅色的銅析出；
③A中Zn被稱為負極，Cu被稱為正極，A裝置叫原電池，B中a被稱為陽極，b被稱為陰極，B裝置叫電解池；
④一段時間后Zn棒、Cu棒、a棒、b棒上反應或生成的物質的物質的量之比？
⑤若B中裝有100mL 2mol/L的CuCl₂溶液，反應一段時間后，A裝置中Zn棒質量減少3.25g，此時B中Cl^-的濃度為？（假設反應中溶液體積不變）

Answer 1

分析 ①A裝置為原電池，Zn比Cu活潑作負極，鋅溶解發生氧化反應，Cu作正極Cu上氫離子得電子生成氫氣發生還原反應；
②B裝置ab都為石墨棒即為電解池，與Cu相連的a為陽極氯離子失電子放出氯氣，與Zn相連的b為陰極銅離子得電子發生還原反應；
③根據分析①②解答；
④根據每一個電極上的得失電子數目相等判斷；
⑤根據溶解的鋅的質量結合轉移電子相等計算．

解答 解：①A裝置為原電池，Zn比Cu活潑作負極，鋅溶解發生氧化反應，Cu作正極Cu上氫離子得電子生成氫氣發生還原反應，所以A燒杯中看到的現象為負極鋅不斷溶解，正極銅表面有氣泡產生，故答案為：負極鋅不斷溶解，正極銅表面有氣泡產生；
②B裝置ab都為石墨棒即為電解池，與Cu相連的a為陽極氯離子失電子放出氯氣，與Zn相連的b為陰極銅離子得電子發生還原反應，所以B燒杯中看到的現象為a棒處有黃綠色的氣體產生，b棒上有紅色的銅析出，故答案為：a棒處有黃綠色的氣體產生，b棒上有紅色的銅析出；
③A裝置為原電池，Zn比Cu活潑作負極，Cu作正極；B裝置ab都為石墨棒即為電解池，與Cu相連的a為陽極，與Zn相連的b為陰極，故答案為：負；正；原電池；陽；陰；電解池；
④因為鋅電極鋅失電子溶解反應式Zn-2e^-=Zn²⁺；Cu上氫離子得電子生成氫氣反應式2H⁺+2e^-=H₂↑；a為陽極氯離子失電子放出氯氣反應式為2Cl^--2e^-=C1₂↑；b為陰極銅離子得電子生成銅反應式為Cu²⁺+2e^-=Cu；又每一個電極上的得失電子數目相等，所以Zn棒、Cu棒、a棒、b棒上反應或生成的物質的物質的量之比為1：1：1：1，答：一段時間后Zn棒、Cu棒、a棒、b棒上反應或生成的物質的物質的量之比為1：1：1：1；
⑤A裝置中Zn棒質量減少3.25g，反應式Zn-2e^-=Zn²⁺，即轉移的電子為$\frac{3.25}{65}$×2=0.1mol，又陽極上的電極反應為：2Cl^--2e^-=Cl₂↑，所以消耗的n（Cl^-）=0.1mol，則此時B中Cl^-的濃度為$\frac{2×0.1×2-0.1}{0.1}$=3mol/L；
答：此時B中Cl^-的濃度為3mol/L．

點評 本題考查了原電池原理和電解池原理的應用，明確有關原理及電極反應是解答本題的關鍵，題目難度不大，注重基礎知識的考查．