Question

11．請按要求回答下列問題．
（1）根據圖1回答①②：①打開K₂，閉合K₁．
A電極可觀察到的現象鋅不斷溶解；B極的電極反應式Cu²⁺+2e^-═Cu．
②打開K₁，閉合K₂．
A電極可觀察到的現象是鋅極鍍上一層紅色物質；B極的電極反應式為Cu-2e^-═Cu²⁺．
（2）根據圖2回答③④：
③將較純凈的CuSO₄溶液放入上圖所示的裝置中進行電解，石墨電極上的電極反應式為4OH^--4e^-═2H₂O+O₂↑，
電解反應的離子方程式為2Cu²⁺+2H₂O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$2Cu+O₂↑+4H⁺；
④實驗完成后，銅電極增重a g，石墨電極產生標準狀況下的氣體體積0.175aL．

Answer 1

分析 （1）①若斷開K₂，閉合K₁，形成原電池反應，Zn為負極，被氧化，Cu為正極，發生還原反應生成銅；
②若斷開K₁，閉合K₂，為電鍍池，Cu為陽極，被氧化，Zn為陰極，發生還原反應生成銅；
（2）電鍍時，石墨為陽極，發生氧化反應，生成氧氣，銅為陰極，發生還原反應，以此解答．

解答 解：（1）①若斷開K₂，閉合K₁，形成原電池反應，Zn為負極，被氧化而鋅不斷溶解，Cu為正極，發生還原反應生成銅，電極方程式為Cu²⁺+2e^-═Cu，
故答案為：鋅不斷溶解；Cu²⁺+2e^-═Cu；
②若斷開K₁，閉合K₂，為電鍍池，Cu為陽極，被氧化，發生Cu-2e^-═Cu²⁺，Zn為陰極，發生還原反應，鋅極鍍上一層紅色的銅，
故答案為：鋅極鍍上一層紅色物質；Cu-2e^-═Cu²⁺；
（2）③電鍍時，石墨為陽極，發生氧化反應，電極方程式為4OH^--4e^-═2H₂O+O₂↑，生成氧氣，銅為陰極，總反應式為2Cu²⁺+2H₂O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$2Cu+O₂↑+4H⁺，
故答案為：4OH^--4e^-═2H₂O+O₂↑；2Cu²⁺+2H₂O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$2Cu+O₂↑+4H⁺；
④銅電極增重a g，n（Cu）=$\frac{a}{64}$mol，轉移$\frac{a}{32}$mol電子，由可知4OH^--4e^-═2H₂O+O₂↑，生成n（O₂）=$\frac{1}{4}$×$\frac{a}{32}$mol，
則體積為$\frac{1}{4}$×$\frac{a}{32}$mol×22.4L/mol=0.175aL
故答案為：0.175a．

點評 本題綜合考查原電池和電解池知識，為高頻考點，側重于學生的分析能力和計算能力的考查，注意把握原電池、電解池的工作原理以及電極方程式的書寫，難度中等．