Question

20．實驗室中電解CuSO4溶液的實驗裝置如圖所示．

（1）如圖1所示：
①若C₁、C₂均為碳棒，寫出電解CuSO₄溶液的化學(xué)方程式2CuSO₄+2H₂O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$2Cu+O₂↑+2H₂SO₄
②若C₁為銅棒，C₂為碳棒，則C₁電極發(fā)生的現(xiàn)象為銅棒變細(xì)
③某同學(xué)用該裝置模擬工業(yè)電解精煉銅實驗，則C₁為粗銅（填“精銅”或“粗銅”）．
（2）某同學(xué)一不小心，將一段銅棒掉入CuSO₄溶液中，仍然完成電解CuSO₄溶液實驗，如圖2所示，C₁、C₂均為碳棒，發(fā)現(xiàn)銅棒A端變粗，B端變細(xì)．
①請寫出C₁發(fā)生的電極反應(yīng)式40H^--4e^-═O₂↑+2H₂O
②若標(biāo)況下C₁產(chǎn)生3.36L氣體，則銅棒A端增重9.2g．

Answer 1

分析 （1）如圖1所示：與電源正極相連的C₁為陽極失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，與電源負(fù)極相連的C₂為陰極得電子發(fā)生還原反應(yīng)，據(jù)此分析解答；
（2）某同學(xué)一不小心，將一段銅棒掉入CuSO₄溶液中，仍然完成電解CuSO₄溶液實驗，如圖2所示，C₁、C₂均為碳棒，發(fā)現(xiàn)銅棒A端變粗，B端變細(xì)，說明A端為陰極得電子發(fā)生還原反應(yīng)，B端為為陽極失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，根據(jù)電路中電子守恒計算．

解答 解：（1）①若C₁、C₂均為碳棒，則用惰性電極電解硫酸銅溶液時，陽極上氫氧根離子放電生成氧氣、陰極上銅離子放電生成Cu，化學(xué)方程式為2CuSO₄+2H₂O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$2Cu+O₂↑+2H₂SO₄，故答案為：2CuSO₄+2H₂O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$2Cu+O₂↑+2H₂SO₄；
②若C₁為銅棒，C₂為碳棒，則與電源正極相連的C₁為陽極銅失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，所以發(fā)生的現(xiàn)象為銅棒變細(xì)，故答案為：銅棒變細(xì)；
③工業(yè)電解精煉銅，陽極為粗銅，陰極為精銅，則C₁為陽極是粗銅，故答案為：粗銅；
（2）①如圖2所示，C₁、C₂均為碳棒，則與電源正極相連的C₁為陽極氫氧根離子放電生成氧氣，則電極反應(yīng)式40H^--4e^-═O₂↑+2H₂O，故答案為：40H^--4e^-═O₂↑+2H₂O；
②銅棒A端變粗，則A端為陰極得電子發(fā)生還原反應(yīng)，陰極反應(yīng)為Cu²⁺+2e^-═Cu，所以電路中電子守恒，若標(biāo)況下C₁產(chǎn)生3.36L氣體，則銅棒A端增重$\frac{3.36L}{22.4L/mol}$×2×64g/mol=9.2g，故答案為：9.2．

點評 本題考查電解池的工作原理，題目難度不大，本題注意電極反應(yīng)式的書寫以及串聯(lián)電解池轉(zhuǎn)移電子相等的特點．