Question

12．某課外活動小組同學用如圖裝置進行實驗，一段時間后在C電極表面有銅析出，試回答下列問題．
（1）B為電源的正極；
（2）在電解一段時間后在甲中加入適量CuO或CuCO₃可以使溶液恢復到原來的濃度．
（3）在常溫下，現(xiàn)用丙裝置給鐵鍍銅，當丙中鐵表面析出銅的3.2g時，乙中溶液的PH值為13（假設(shè)溶液體積為1L）；
（4）利用反應(yīng)2Cu+O₂+2H₂SO₄═2CuSO₄+2H₂O可制備CuSO₄，若將該反應(yīng)設(shè)計為原電池，其正極電極反應(yīng)式為4H⁺+O₂+4e^-═2H₂O．

Answer 1

分析 （1）在C電極表面有銅析出，則C為陰極，可知A為負極，B為正極；
（2）根據(jù)電解析出的物質(zhì)，從而判斷加入何種物質(zhì)使溶液恢復到原來的濃度；
（3）整個裝置中電子的得失數(shù)相等，根據(jù)E的電極反應(yīng)求出產(chǎn)生的C（OH^-），最終得到溶液的PH值；
（4）根據(jù)原電池原理，正極發(fā)生的是化合價降低得電子的反應(yīng)．

解答 解：在C電極表面有銅析出，則C為陰極，可知A為負極，B為正極，則C、E、G為陰極，D、F、H為陽極，
（1）在C電極表面有銅析出，則C為陰極，可知A為負極，B為正極，故答案為：正極；
（2）甲中發(fā)生的反應(yīng)：2CuSO₄+2H₂O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$2Cu+O₂+2H₂SO₄，由方程式知，電解出的物質(zhì)有Cu和O₂，所以加入CuO或CuCO₃可以使溶液恢復到原來的濃度，但Cu（OH）₂或堿式碳酸銅會使溶液變稀，不能恢復到原來的濃度，故答案為：CuO或CuCO₃；
（3）n（Cu）=3.2g÷64g/mol=0.05mol，
丙中：Cu²⁺+2e^-=Cu              
        0.1mol 0.05mol
整個裝置中電子的得失數(shù)相等，故乙中轉(zhuǎn)移電子數(shù)也為0.1mol，
乙中的電解反應(yīng)式為：2NaCl+2H₂O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$2NaOH+H₂↑+Cl₂↑，
陰極電極方程式為：2H₂O+2e^-=2OH^-+H₂↑，
                   0.1mol 0.1mol
故c（OH^-）=0.1 mol/L，c（H⁺）=1×10^-13 mol/L，pH=13，
故答案為：13；
（4）原電池正極發(fā)生的是化合價降低得電子的反應(yīng)，根據(jù)方程式可知是O₂得電子，另外，由于H₂SO₄存在，所以發(fā)生的O₂酸性條件下的電極反應(yīng)：4H⁺+O₂+4e^-═2H₂O，故答案為：4H⁺+O₂+4e^-═2H₂O．

點評 本題主要考查點解池的原理，為高頻考點，側(cè)重學生的分析、計算能力的考查，解題的關(guān)鍵是掌握電解池中離子的放電情況，即陽離子都是在陰極得電子放電，另外，抓住整個裝置中電子得失相等，進行電解池中有關(guān)量的計算或判斷，如：產(chǎn)物的量、溶液的PH、化學式等．