Question

試分析以石墨為電極電解Cu（NO₃）₂溶液的原理．請試著寫出
（1）陽極反應式    ，陰極反應式：    ；
（2）電解的總反應離子方程式    ，化學方程式    ．

Answer 1

【答案】分析：（1）根據離子的放電順序及反應類型書寫；
（2）根據電極反應式與電池反應式的關系書寫電池反應式．
解答：解：（1）Cu（NO₃）₂溶液中銅離子的放電能力大于氫離子的放電能力，所以銅離子先放電；氫氧根離子的放電能力大于硝酸根離子的放電能力，所以氫氧根離子先放電．陽極上失電子，發生氧化反應，所以氫氧根離子在陽極上失電子生成氧氣；陰極上得電子，反應還原反應，所以銅離子的陰極上得電子生成銅．
故答案為：4OH^--4e^-=O₂+2H₂O；Cu²⁺+2e^-=Cu．  
（2）該電池中的電極反應式為：
4OH^--4e^-=O₂↑+2H₂O①；
Cu²⁺+2e^-=Cu ②；
在①中方程式左右兩邊加上4H⁺，得2H₂O-4e^-=O₂+4H⁺③；
②×2得，2Cu²⁺+4e^-=2Cu ④；
將方程式③+④得總反應離子方程式：2Cu²⁺+2H₂O2Cu+O₂↑+4H⁺；化學反應為2Cu（NO₃）₂+2H₂O2Cu+O₂↑+4HNO₃；
故答案為：2Cu²⁺+2H₂O2Cu+O₂↑+4 H⁺；2Cu（NO₃）₂+2H₂O2Cu+O₂↑+4HNO₃．
點評：本題考查了電解原理及電極反應式、電池反應式的書寫；要注意：當電解過程中電解的是水和電解質時，電極反應式中出現的H⁺或OH^-放電，但在書寫總反應式時要將H⁺或OH^-均換成水，在生成物中出現的是堿或酸，同時使陰極、陽極、反應式得失電子數相同，將兩個電極反應式相加，即得總反應的化學方程式．