Question

10．請按要求回答下列問題．
（1）根據(jù)圖回答①②．
①打開K₂，閉合K₁．A極電極反應(yīng)式為Zn-2e^-=Zn²⁺，B極的現(xiàn)象在碳棒上析出紅色的銅．
②B極重新?lián)Q根碳棒，再打開K₁，閉合K₂．B極電極反應(yīng)式4OH^--4e^-=O₂↑+2H₂O．裝置發(fā)生的總反應(yīng)化學方程式2CuSO₄+2H₂O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$2Cu+O₂↑+2H₂SO₄．實驗完成后，鋅電極增重a g，則陽極產(chǎn)生標準狀況下的氣體體積0.175aL
（2）改變兩電極的電極材料，利用該裝置要實現(xiàn)Cu+H₂SO₄═CuSO₄+H₂↑反應(yīng)的發(fā)生，應(yīng)打開K₁閉合K₂，其電解質(zhì)溶液需用硫酸溶液，B電極材料是用銅棒，A電極反應(yīng)式為2H⁺+2e^-=H₂↑．

Answer 1

分析 （1）①若斷開K₂，閉合K₁，形成原電池反應(yīng)，Zn為負極，被氧化，Cu為正極，發(fā)生還原反應(yīng)生成銅；
②若斷開K₁，閉合K₂，為電解池，C為陽極，Zn為陰極，該極上析出金屬銅，根據(jù)電極反應(yīng)書寫總反應(yīng)，根據(jù)電子守恒進行計算；
（2）要實現(xiàn)反應(yīng)Cu+H₂SO₄═CuSO₄+H₂↑發(fā)生，則金屬銅是陽極，硫酸是電解質(zhì)，陰極材料是比銅活潑性差的金屬或非金屬，據(jù)此回答．

解答 解：（1）①若斷開K₂，閉合K₁，形成原電池反應(yīng)，Zn為負極，被氧化而鋅不斷溶解，Zn-2e^-=Zn²⁺，Cu為正極，發(fā)生還原反應(yīng)生成銅，電極方程式為Cu²⁺+2e^-═Cu，有紅色物質(zhì)析出，
故答案為：Zn-2e^-=Zn²⁺；在碳棒上析出紅色的銅；
②若斷開K₁，閉合K₂，為電解池，C為陽極，發(fā)生電極反應(yīng)：4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑，Zn為陰極，該極上析出金屬銅，發(fā)生Cu²⁺+2e^-═Cu，總反應(yīng)是：電解2CuSO₄+2H₂O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$2Cu+O₂↑+2H₂SO₄，Zn為陰極發(fā)生Cu²⁺+2e^-═Cu，鋅電極增重ag即$\frac{a}{64}$molCu生成，轉(zhuǎn)移電子是$\frac{a}{32}$mol，陽極發(fā)生電極反應(yīng)：4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑，生成的氧氣體積是：$\frac{a}{32}$××$\frac{1}{4}$22.4L/mol=0.175aL，
故答案為：4OH^--4e^-=O₂↑+2H₂O；2CuSO₄+2H₂O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$2Cu+O₂↑+2H₂SO₄；0.175a；
（2）要實現(xiàn)反應(yīng)Cu+H₂SO₄═CuSO₄+H₂↑發(fā)生，則金屬銅失電子，是陽極，陰極上是氫離子得電子的還原反應(yīng)，即2H⁺+2e^-=H₂↑，硫酸是電解質(zhì)，陰極材料是比銅活潑性差的金屬或非金屬，此時要形成電解池，應(yīng)打開K₁閉合K₂，
故答案為：K₁； K₂； 硫酸溶液； 銅棒；2H⁺+2e^-=H₂↑．

點評 本題考查了原電池和電解池原理，為高頻考點，側(cè)重于學生的分析、計算能力的考查，知道原電池和電解池區(qū)別，知道各個電極上發(fā)生的電極反應(yīng)，再結(jié)合各個物理量之間的關(guān)系式計算，題目難度不大．