Question

13．如圖所示，U形管內盛有100mL的溶液，按要求回答下列問題：
（1）打開K₂，合并K1，若所盛溶液為CuSO₄溶液：則A負 極，A極的電極反應式為Zn-2e^-=Zn²⁺．若所盛溶 液為KCl溶液：則B極的電極反應式為O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-．
（2）打開K₁，合并K₂，若所盛溶液為滴有酚酞的NaCl溶液，則A電極附近可觀察到的現象是A極上有氣泡，電極附近溶液變紅，Na⁺移向A極（填A、B）；總反應化學方程式是2NaCl+2H₂O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$2NaOH+H₂↑+Cl₂↑．
（3）如果要用電解的方法精煉粗銅，打開K₁，合并K₂，電解液選用CuSO₄溶液，則A電極的材料應換成是純銅（填“粗銅”或“純銅”），反應一段時間后電解質溶液中Cu²⁺的濃度將會減小（填“增大”、“減小”、“不變”）．

Answer 1

分析 （1）根據所盛溶液為CuSO₄溶液，打開K₂，合并K₁，該裝置是原電池，較活潑的金屬作負極，負極上發生氧化反應，較不活潑的金屬或導電的非金屬作正極，正極上發生氧化反應，所盛溶液為KCl溶液，則B極上氧氣得到電子發生還原反應進行分析；
（2）根據打開K₁，合并K₂，該裝置是原電池，陽極上失去電子發生氧化反應，陰極上得到電子發生還原反應進行分析；
（3）根據用電解的方法精煉粗銅，粗銅作陽極，精銅作陰極，陽極上發生氧化反應，陰極上發生還原反應進行分析．

解答 解：（1）若所盛溶液為CuSO₄溶液，打開K₂，合并K₁，該裝置是原電池，鋅作負極，碳作正極，負極上鋅失去電子發生氧化反應，電極反應式為：Zn-2e^-=Zn²⁺，若所盛溶液為KCl溶液，則B極上氧氣得到電子發生還原反應，電極反應式為：O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-；故答案為：負；Zn-2e^-=Zn²⁺；O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-；
（2）打開K₁，合并K₂，若所盛溶液為滴有酚酞的NaCl溶液，該裝置是原電池，碳作陽極，鋅作陰極，A電極上氫離子放電生成氫氣，同時溶液中生成氫氧化鈉，溶液顯堿性，酚酞遇堿變紅色，所以A電極附近可觀察到的現象是：產生無色氣泡，電極附近溶液變紅色，陽離子向陰極移動，所以Na⁺移向A極，B極上氯離子放電生成氯氣，所以B電極上的電極反應式為：2Cl^--2e^-=Cl₂，總反應化學方程式是：2NaCl+2H₂O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$2NaOH+H₂↑+Cl₂↑；
故答案為：A極上有氣泡，電極附近溶液變紅；A；2NaCl+2H₂O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$2NaOH+H₂↑+Cl₂↑；
（3）用電解的方法精煉粗銅，粗銅作陽極，精銅作陰極，陽極上發生氧化反應，陰極上發生還原反應，所以A電極的材料應換成是純銅，電極反應式是Cu²⁺+2e^-=Cu，陽極上不僅銅，還有其他金屬失去電子進入溶液，陰極上只有銅離子得到電子，所以反應一段時間后電解質溶液中Cu²⁺的濃度將會減小．
故答案為：純銅； 減少．

點評 本題主要考查了原電池和電解池原理，明確正負極的判斷及離子的放電順序是解本題的關鍵，難點是電極反應式的書寫，題目難度適中．