Question

CuSO₄溶液是中學(xué)化學(xué)及工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中常見的一種試劑．
（1）某同學(xué)配制CuSO₄溶液時，向盛有一定量硫酸銅晶體的燒杯中加入適量的蒸餾水，并不斷攪拌，結(jié)果得到懸濁液．他認(rèn)為是固體沒有完全溶解，于是對懸濁液加熱，結(jié)果發(fā)現(xiàn)渾濁更明顯了，隨后，他向燒杯中加入了一定量的

稀硫酸

溶液，得到了澄清的CuSO₄溶液．
（2）該同學(xué)利用制得的CuSO₄溶液及如圖所示裝置，進(jìn)行以下實驗探究．

①圖一是根據(jù)反應(yīng)Zn+CuSO₄═Cu+ZnSO₄設(shè)計成的鋅銅原電池．Cu極的電極反應(yīng)式是

Cu²⁺+2e^-=Cu

，鹽橋中是含有瓊膠的KCl飽和溶液，電池工作時K⁺向

乙

（填“甲”或“乙”）池移動．
②圖二中，裝置Ⅰ是甲烷燃料電池（電解質(zhì)溶液為KOH溶液）的結(jié)構(gòu)示意圖，該同學(xué)想在裝置Ⅱ中實現(xiàn)鐵上鍍銅，則b處通入的是

O₂

（填“CH₄”或“O₂”），a處電極上發(fā)生的電極反應(yīng)式是

CH₄+10OH^--8e^-=CO₃^2-+7H₂O

； 當(dāng)銅電極的質(zhì)量減輕3.2g時，消耗的CH₄在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為

0.28

L．

Answer 1

分析：（1）硫酸銅溶液中，銅離子水解使得溶液顯示酸性；
（2）①在原電池中，正極上是陽離子發(fā)生得電子的還原反應(yīng)，電解質(zhì)中的陽離子移向正極，陰離子移向負(fù)極；
②根據(jù)燃料電池和電鍍池的工作原理知識來回答．

解答：解：（1）硫酸銅溶液中，銅離子水解生成氫氧化銅和硫酸，使得溶液變渾濁，顯示酸性，可以加入硫酸來抑制水解，故答案為：稀硫酸；
（2）①在該原電池中，負(fù)極是金屬鋅，正極是金屬銅，正極Cu上是陽離子銅離子發(fā)生得電子的還原反應(yīng)，即Cu²⁺+2e^-=Cu，工作時，電解質(zhì)中的陽離子鉀離子移向正極，陰離子移向負(fù)極，故答案為：Cu²⁺+2e^-=Cu；乙；
②裝置Ⅱ中實現(xiàn)鐵上鍍銅，金屬鐵是陰極，金屬銅作陽極，a為負(fù)極，b為正極，在燃料電池中通入氧氣的電極b是正極，a是負(fù)極，負(fù)極上是燃料發(fā)生失去電子的氧化反應(yīng)，在堿性環(huán)境下，甲烷失電子的反應(yīng)為：CH₄+10OH^--8e^-=CO₃^2-+7H₂O，銅電極的質(zhì)量減輕3.2g時，根據(jù)電極反應(yīng)Cu-2e^-=Cu²⁺，轉(zhuǎn)移電子的量是0.1mol，此時消耗的CH₄的體積是

0.1

8

×22.4=5.6L，故答案為：O₂；CH₄+10OH^--8e^-=CO₃^2-+7H₂O；0.28．

點評：本題考查學(xué)生原電池、燃料電池、電鍍池的工作原理知識，屬于綜合知識的考查題，難度不大．