Question

6．按如圖裝置進行實驗，圖中C₁、C₂均為石墨棒．請回答下列問題．
（1）鋅極為負極，電極反應式為：Zn-2e^-=Zn²⁺；
石墨棒C₁為陽極，電極反應式為：2Cl^--2e^-=Cl₂↑；
石墨棒C₂附近觀察到的實驗現象為有氣泡，溶液變紅；
（2）當C₂極析出224mL氣體（標準狀態）時，鋅的質量減小0.65g，A池中溶液的質量變化增大（填增大、不變或減小）0.01g．

Answer 1

分析 該裝置A中有自發進行的氧化還原反應為原電池，鋅易失電子作負極，銅作正極，B為電解池，B中連接銅的電極為陽極，連接鋅的電極為陰極，電解池中陽極上氯離子放電，陰極上氫離子放電，根據串聯電路中得失電子守恒計算．

解答 解：（1）A中有自發進行的氧化還原反應，能將化學能轉化為電能，活潑性較強的Zn為負極，電極反應式為Zn-2e^-=Zn²⁺；活潑性較弱的Cu為正極，石墨棒C₁與正極相連為陽極，陽極上氯離子失電子生成氯氣，其電極反應式為：2Cl^--2e^-=Cl₂↑；石墨棒C₂為陰極，陰極上電解水生成氫氣和氫氧根離子，所以陰極附近有氣泡，溶液變紅，
故答案為：負；Zn-2e^-=Zn²⁺；陽；2Cl^--2e^-=Cl₂↑；有氣泡，溶液變紅；
（2）石墨棒C₂為陰極，陰極上電解水生成氫氣和氫氧根離子，其電極方程式為：4H₂O+4e^-=2H₂↑+4OH^-，當C₂極析出224mL氣體（標準狀態）時，生成氫氣的物質的量為n（H₂）=$\frac{0.224L}{22.4L/mol}$=0.01mol，則轉移的電子為0.02mol，Zn電極的方程式為：Zn-2e^-=Zn²⁺，根據電子守恒可知，消耗的Zn為0.01mol，則鋅的質量減少0.65g；根據A中電池反應式Zn+Cu²⁺=Cu+Zn²⁺，故生成銅單質是0.01mol，質量是0.64g，CuSO₄溶液的質量增加了0.65g-0.64g=0.01g，
故答案為：0.65；增大；0.01．

點評 本題考查了原電池和電解池原理，正確判斷原電池和電解池的電極反應是解本題關鍵，難點是電極反應式的書寫和電子守恒的應用，難度不大．