Question

3．某學(xué)生設(shè)計(jì)了如圖所示的裝置（框內(nèi)部分未畫出），在裝置內(nèi)起初發(fā)生的反應(yīng)為Cu+H₂SO₄═
H₂↑+CuSO₄（未注明反應(yīng)條件），試回答：
（1）該裝置的名稱是電解池（填“電解池”或“原電池”）；
（2）A、B中至少有一種是金屬銅（填名稱），接電源的正極（填“正極”或“負(fù)極”）；
（3）寫出該裝置中發(fā)生還原反應(yīng)的電極反應(yīng)方程式為2H⁺+2e^-=H₂↑；
（4）若C溶液為100ml飽和食鹽水，A 和B電極均為碳棒，該學(xué)生利用圖示裝置進(jìn)行電解，寫出該電解過程中的總反應(yīng)的離子方程式2Cl^-+2H₂O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$H₂↑+Cl₂↑+2OH^-，當(dāng)放出標(biāo)況下112ml氫氣時(shí)，該溶液的pH=13（室溫下）．

Answer 1

分析 （1）Cu+H₂SO₄=H₂↑+CuSO₄不能自發(fā)進(jìn)行，要是該反應(yīng)發(fā)生，則該裝置必須是電解池；
（2）該電解池中，Cu作陽極、金屬或石墨作陰極，陽極連接電源正極；
（3）該裝置中，陰極上得電子發(fā)生還原反應(yīng)；
（4）用石墨作電極電解飽和氯化鈉溶液時(shí)，陽極上氯離子放電、陰極上氫離子放電，同時(shí)陰極附近有氫氧根離子生成，根據(jù)氫氣和氫氧根離子之間的關(guān)系計(jì)算氫氧根離子濃度，從而計(jì)算溶液的pH；

解答 解：（1）Cu+H₂SO₄=H₂↑+CuSO₄不能自發(fā)進(jìn)行，要是該反應(yīng)發(fā)生，則該裝置必須是電解池，且Cu作陽極，故答案為：電解池；
（2）該電解池中，Cu作陽極、金屬或石墨作陰極，陽極連接電源正極，故答案為：銅；正極；
（3）該裝置中，陰極上氫離子得電子發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式為2H⁺+2e^-=H₂↑，故答案為：2H⁺+2e^-=H₂↑；
（4）用石墨作電極電解飽和氯化鈉溶液時(shí)，陽極上氯離子放電生成氯氣、陰極上氫離子放電生成氫氣，同時(shí)陰極附近有氫氧根離子生成，電池反應(yīng)式為2Cl^-+2H₂O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$H₂↑+Cl₂↑+2OH^-；
設(shè)生成氫氧根離子的物質(zhì)的量為x，
2Cl^-+2H₂O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$H₂↑+Cl₂↑+2OH^-；
             22.4L     2mol
             0.112L      x
22.4L：2mol=0.112L：x，
x=$\frac{0.112L×2mol}{22.4L}$=0.01mol，
c（OH^-）=$\frac{0.01mol}{0.1L}$=0.1mol/L，則溶液的pH=13，
故答案為：2Cl^-+2H₂O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$2OH^_+H₂↑+Cl₂↑，13．

點(diǎn)評 本題考查原電池和電解池原理，根據(jù)方程式的自發(fā)性判斷電池類型，知道原電池和電解池的區(qū)別，會書寫電極反應(yīng)式，難點(diǎn)是pH的計(jì)算，題目難度不大．