Question

【題目】如圖所示，U形管內(nèi)盛有100mL的溶液，按要求回答下列問(wèn)題：

（1）斷開(kāi)K2，閉合K1，若所盛溶液為CuSO4溶液，則A極為________極，B極的電極反應(yīng)式為_________________________________________。若所盛溶液為KCl溶液，則B極的電極反應(yīng)式為__________________________________。

（2）斷開(kāi)K1，閉合K2，若所盛溶液為滴有酚酞的NaCl溶液，則：

①A電極附近可以觀察到的現(xiàn)象是________，Na＋移向________(填“A”或“B”)極。

②B電極上的電極反應(yīng)式為______________________________________，總反應(yīng)的化學(xué)方程式是_________________________________________。

③反應(yīng)一段時(shí)間后斷開(kāi)K2，若忽略溶液的體積變化和氣體的溶解，B極產(chǎn)生氣體的體積(標(biāo)準(zhǔn)狀況)為11.2mL，將溶液充分混合，溶液的pH約為________。若要使電解質(zhì)溶液恢復(fù)到原狀態(tài)，需向U形管內(nèi)加入或通入一定量的________。

Answer 1

【答案】負(fù) Cu2＋＋2e－=Cu O2＋2H2O＋4e－=4OH－ 溶液變紅 A 2Cl－－2e－=Cl2↑ 2NaCl＋2H2O2NaOH＋Cl2↑＋H2↑ 12 HCl

【解析】

(1)若所盛溶液為CuSO4溶液，打開(kāi)K2，合并K1，該裝置是原電池，較活潑的金屬作負(fù)極，負(fù)極上發(fā)生氧化反應(yīng)，較不活潑的金屬或?qū)щ姷姆墙饘僮髡龢O，正極上發(fā)生還原反應(yīng)；若所盛溶液為KCl溶液：則B極上氧氣得電子發(fā)生還原反應(yīng)；

(2)該裝置是電解池，陽(yáng)極上失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，陰極上得電子發(fā)生還原反應(yīng)；根據(jù)電極方程計(jì)算氫氧根離子的濃度，再計(jì)算pH。

(1)若所盛溶液為CuSO4溶液，斷開(kāi)K2，閉合K1時(shí)，該裝置是原電池，鋅作負(fù)極，碳作正極，正極上銅離子得電子生成銅，發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式為Cu2＋＋2e－=Cu；所盛溶液為KCl溶液時(shí)發(fā)生吸氧腐蝕，正極(B極)的電極反應(yīng)式為O2＋2H2O＋4e－=4OH－；

(2)斷開(kāi)K1，閉合K2，若所盛溶液為滴有酚酞的NaCl溶液，

①該裝置是電解池，碳棒是陽(yáng)極，鋅棒是陰極，電解時(shí)，鋅棒上氫離子放電生成氫氣，同時(shí)電極附近生成的氫氧根離子導(dǎo)致溶液呈堿性，加入酚酞溶液后變紅；溶液中的Na＋向陰極移動(dòng)，即向A電極移動(dòng)；

②電解時(shí)，陽(yáng)極B上氯離子放電生成氯氣：2Cl－－2e－=Cl2↑，陰極上氫離子放電生成氫氣，同時(shí)溶液中生成氫氧化鈉，所以電池總反應(yīng)式為2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑；

③由②可知，B極產(chǎn)生(標(biāo)準(zhǔn)狀況)11.2mL Cl2，生成0.001mol NaOH，故c(OH－)=0.01mol/L，c(H＋)=mol/L=10-12mol/L，故pH=12。兩極逸出的氣體分別是H2和Cl2，故要使電解質(zhì)溶液恢復(fù)到原狀態(tài)，需向U形管內(nèi)通入一定量的HCl氣體。