Question

12．銅與稀硫酸不反應(yīng)，某校實(shí)驗(yàn)小組的同學(xué)在老師的指導(dǎo)下設(shè)計(jì)了下列裝置，實(shí)現(xiàn)了銅與稀硫酸的反應(yīng)．請(qǐng)回答下列問(wèn)題：
（1）甲同學(xué)認(rèn)為在通入空氣的同時(shí)，將開(kāi)關(guān)K與a（填“a”或“b”）連接，即可實(shí)現(xiàn)．則此時(shí)石墨電極的反應(yīng)式為O₂+4H⁺+4e^-=2H₂O，總反應(yīng)的化學(xué)方程式為2Cu+O₂+2H₂SO₄=2CuSO₄+2H₂O．電池工作時(shí)，H⁺向C（填“C”或“Cu”）極移動(dòng)．
（2）乙同學(xué)認(rèn)為，不通入空氣，將K與b（填“a”或“b”）連接，也可以實(shí)現(xiàn)．則Cu極的電極反應(yīng)式為Cu-2e^-=Cu²⁺；該過(guò)程的總反應(yīng)離子方程式為．若標(biāo)準(zhǔn)狀況下產(chǎn)生2.24L氣體，則電路中轉(zhuǎn)移的電子為0.2mol．
（3）丙同學(xué)認(rèn)為還可以用如圖所示裝置模擬工業(yè)上電鍍銅．他認(rèn)為只要將C換成Fe（Cu足量），并將乙同學(xué)的實(shí)驗(yàn)持續(xù)足夠長(zhǎng)時(shí)間，即可實(shí)現(xiàn)在Fe上鍍Cu．你認(rèn)為他的想法正確（填“正確”或“不正確”）；這種方法得到的銅鍍層不牢固（填“牢固”或“不牢固”），理由是在電鍍過(guò)程中會(huì)有氫氣生成，導(dǎo)致鍍層中有氣泡．

Answer 1

分析 （1）通入空氣時(shí)，K與a相連，可以構(gòu)成原電池，銅為負(fù)極，碳棒為正極，結(jié)合原電池原理寫(xiě)出總反應(yīng)的化學(xué)方程式；
（2）K與b相連時(shí)構(gòu)成電解池，銅與電源正極相連，為電解池的陽(yáng)極，則銅失去電子生成銅離子，碳棒上氫離子得到電子生成氫氣，據(jù)此寫(xiě)出電極反應(yīng)式及總反應(yīng)的離子方程式；
（3）電鍍中鍍層銅與電源的正極相連，鍍件與電源的負(fù)極相連，由此分析解答．

解答 解：（1）在通入空氣的同時(shí)，將開(kāi)關(guān)K與a相連可構(gòu)成原電池，銅為負(fù)極，銅失去電子生成銅離子，碳棒為正極，氧氣得到電子生成水，電極的反應(yīng)式為：O₂+4H⁺+4e^-=2H₂O，電池總反應(yīng)為：2Cu+O₂+2H₂SO₄=2CuSO₄+2H₂O，原電池工作時(shí)陽(yáng)離子向正極移動(dòng)，即向C移動(dòng)，
故答案為：a；O₂+4H⁺+4e^-=2H₂O；2Cu+O₂+2H₂SO₄=2CuSO₄+2H₂O；C；
（2）不通入空氣時(shí)，K與b相連構(gòu)成了電解池，銅為陽(yáng)極，失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)：Cu-2e^-=Cu²⁺，碳棒為陰極，氫離子得到電子生成氫氣，電解總反應(yīng)為：Cu+2H⁺=Cu²⁺+H₂↑，若標(biāo)準(zhǔn)狀況下產(chǎn)生2.24L氣體，即物質(zhì)的量為0.1mol，則電路中轉(zhuǎn)移的電子為0.2mol，
故答案為：b；Cu-2e^-=Cu²⁺；Cu+2H⁺=Cu²⁺+H₂↑；0.2mol；
（3）鍍層金屬銅與電源的正極相連，鍍件鐵與電源的負(fù)極相連，能實(shí)現(xiàn)在在Fe上鍍Cu，但電鍍過(guò)程中會(huì)有氫氣生成，導(dǎo)致鍍層中有氣泡，而導(dǎo)致鍍層不牢固，故答案為：正確，不牢固，在電鍍過(guò)程中會(huì)有氫氣生成，導(dǎo)致鍍層中有氣泡．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了原電池、電解池工作原理，題目難度中等，明確原電池和電解池工作原理為解答關(guān)鍵，注意掌握書(shū)寫(xiě)電極反應(yīng)式的方法，試題培養(yǎng)了學(xué)生的分析能力及靈活應(yīng)用能力．