Question

4．按如圖所示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，并回答下列問(wèn)題：
（1）鋅極發(fā)生反應(yīng)的電極反應(yīng)式為Zn-2e^-═Zn²⁺；銅極發(fā)生反應(yīng)的電極反應(yīng)式為Cu²⁺+2e^-═Cu；
（2）石墨棒C₁發(fā)生反應(yīng)的電極反應(yīng)式為2Cl^--2e^-=Cl₂↑；石墨棒C₂附近發(fā)生的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象為有無(wú)色氣泡產(chǎn)生附近溶液變紅色．
（3）當(dāng)C₂極析出224mL氣體（標(biāo)準(zhǔn)狀況）時(shí)，鋅的質(zhì)量減少0.65g，CuSO₄溶液的質(zhì)量增加（填“增加”或“減少”）．

Answer 1

分析 （1）左邊裝置能自發(fā)的進(jìn)行氧化還原反應(yīng)，所以為原電池，原電池中鋅作負(fù)極、Cu作正極，負(fù)極上電極反應(yīng)式為Zn-2e^-=Zn²⁺，正極電極反應(yīng)式為Cu²⁺+2e^-=Cu；
（2）石墨棒C₁為陽(yáng)極，電極反應(yīng)式為2Cl^--2e-=Cl₂↑，石墨棒C₂為陰極，電極反應(yīng)式為2H⁺+2e-=H₂↑，據(jù)此分析；
（3）根據(jù)串聯(lián)電路中轉(zhuǎn)移電子相等進(jìn)行計(jì)算．

解答 解：（1）左邊裝置能自發(fā)的進(jìn)行氧化還原反應(yīng)，能將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，所以為原電池，鋅作負(fù)極、Cu作正極，負(fù)極上電極反應(yīng)式為Zn-2e^-=Zn²⁺，正極電極反應(yīng)式為Cu²⁺+2e^-=Cu；故答案為：Zn-2e^-═Zn²⁺；Cu²⁺+2e^-═Cu；
（2）石墨棒C₁為陽(yáng)極，電極反應(yīng)式為2Cl^--2e^-=Cl₂↑，石墨棒C₂為陰極，電極反應(yīng)式為2H⁺+2e^-=H₂↑，石墨棒C₂附近還生成氫氧根離子，導(dǎo)致溶液堿性增強(qiáng)，則溶液的pH增大，酚酞遇堿變紅色，所以石墨棒C₂附近發(fā)生的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是：有氣體生成、溶液變紅色，
故答案為：2Cl^--2e^-=Cl₂↑，有無(wú)色氣泡產(chǎn)生附近溶液變紅色；
（3）C₂極上的反應(yīng)：2H⁺+2e^-=H₂↑，當(dāng)產(chǎn)生0.224L即$\frac{0.224L}{22.4L/mol}$=0.01mol氣體（標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)）時(shí)，轉(zhuǎn)移電子是0.02mol，根據(jù)電極反應(yīng)：Zn-2e^-=Zn²⁺，鋅的物質(zhì)的量減少了$\frac{0.02mol}{2}$×65g/mol=0.65g，根據(jù)電池反應(yīng)式Zn+Cu²⁺=Cu+Zn²⁺，故生成銅單質(zhì)是0.01mol，質(zhì)量是0.64g，即CuSO₄溶液的質(zhì)量增加了0.65g-0.64g=0.01g，
故答案為：0.65，增加．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了原電池和電解池原理，根據(jù)反應(yīng)的自發(fā)性確定原電池和電解池，再結(jié)合各個(gè)電極上發(fā)生的反應(yīng)來(lái)分析解答，難點(diǎn)是電極反應(yīng)式的書寫，題目難度不大．