Question

13．如圖所示的實驗裝置，丙為酚酞溶液潤濕的淀粉碘化鉀試紙，m、n為夾在濾紙兩端的鉑夾．丁為直流電源，x、y為電源的兩極．G為電流計，電極均為石墨電極．閉合K₂、斷開K₁，一段時間后，A極產生的氣體體積為44.8ml、B極產生的氣體體積為22.4ml（都已換算成標況下的體積），回答下列問題：
（1）M溶液可能是BC（填序號）．
A．KCl溶液   B．Ba（OH）₂溶液   C．KNO₃溶液   D．CuCl₂溶液
（2）乙池中盛有足量的硫酸銅溶液，D電極上的電極反應式為2H₂O-4e^-=4H⁺+O₂↑，此時向溶液中加入0.16克CuO可以使溶液完全復原．
（3）濾紙丙上m點附近變為藍色，n點附近變為紅色，
（4）繼續電解一段時間后，甲池中A、B極均部分被氣體包圍，此時閉合K₁，斷開K₂，發現電流計G指針發生偏轉，若M為硫酸溶液，寫出B電極上發生的反應式O₂+4e^-+4H⁺=2H₂O．

Answer 1

分析 A極產生的氣體體積為44.8ml、B極產生的氣體體積為22.4ml，A、B兩極產生的氣體體積之比為2：1，則A電極上生成氫氣，B電極上生成氧氣，所以A為陰極，B為陽極，x為正極，y為負極，
（1）電解M的溶液實質上是電解水，可為強堿溶液或活潑金屬的含氧酸鹽等；
（2）根據電解硫酸銅溶液的反應特征分析判斷恢復溶液濃度需要加入的物質，依據電荷守恒計算需要加入物質的質量；
（3）m為陽極，發生氧化反應生成碘，n為陰極，發生還原反應生成氫氣和KOH；
（4）形成燃料電池，B為正極．

解答 解：A極產生的氣體體積為44.8ml、B極產生的氣體體積為22.4ml，A、B兩極產生的氣體體積之比為2：1，則A電極上生成氫氣，B電極上生成氧氣，所以A為陰極，B為陽極，x為正極，y為負極，
（1）電解KNO₃溶液、Ba（OH）₂溶液溶液實際上是電解水，電解氯化鉀溶液是電解氯化鉀和水，電解氯化銅溶液生成氯氣和銅，所以只有BC符合；
故答案為：BC；
（2）D為陽極，發生氧化反應，電極方程式為2H₂O-4e^-=4H⁺+O₂↑，乙反應的化學方程式為2CuSO₄+2H₂O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$2Cu+2H₂SO₄+O₂↑，
B極產生的氣體體積為22.4mL，則n（O₂）=0.001mol，轉移0.004mol電子，由方程式可知生成0.001mol氧氣，0.002mol銅，即生成0.002molCuO，應加入m（CuO）=0.001mol×80g/mol=0.16g，
故答案為：2H₂O-4e^-=4H⁺+O₂↑；0.16克CuO；
（3）m與正極相連為陽極，碘離子失電子生成單質碘，碘遇到淀粉會變藍色，所以m端濾紙變藍，n為陰極，發生還原反應生成氫氣和KOH，滴加酚酞溶液變紅色，
故答案為：藍；紅；
（4）形成燃料電池，B為正極，氧氣得到電子生成水，電極方程式為O₂+4e^-+4H⁺=2H₂O，故答案為：O₂+4e^-+4H⁺=2H₂O．

點評 本題綜合考查原電池和電解池知識，是高考中的常見題型和重要的考點之一，屬于中等難度的試題，題目有利于培養學生分析問題、解決問題的能力，也有助于培養學生的邏輯思維能力和發散思維能力，注意根據電解現象判斷陰陽極和正負極．