Question

化学卷25：如图所示的装置中,A,B均为石墨电极。甲和乙内所盛溶液体积均为100mL,请回答下列问题：

（1）Zn极为（ ）极，电极反应式为（ ），请指出图中箭头方向是（ ）（填电子或电流）流向。
（2）写出乙装置中发生化学反应的化学方程式（ ）。
（3）已知乙烧杯中CuCl2溶液物质的量浓度为1mol/L，若反应一段时间后，（ ）（填A或B）电极（干燥后）增重3.2g后不再发生变化。则甲中硫酸的物质的量浓度为（ ），反应前该溶液的pH值为（ ）。

请详细解释每一个答案。谢谢。

Answer 1

1）接通电源，经过一段时间后，测得丙中K2SO4浓度为10.37%，乙中c电极质量增加．据此回答问题：
①电源的N端为
正

正
极．
②电极b上发生的电极反应为
4OH--4e-=2H2O+O2↑

4OH--4e-=2H2O+O2↑
．
③电解前后乙溶液 pH
减小

减小
（填“增大”、“减小”或“不变”），丙溶液 pH=
不变

不变
．
④电极b上生成的气体在标准状况下的体积
2.24L

2.24L
；电极c的质量增加了
12.8

12.8
g．
（2）写出乙溶液中的电解反应的离子方程式：
2Cu2++2H2O

电解

.

2Cu+O2↑+4H+

2Cu2++2H2O

电解

.

2Cu+O2↑+4H+

．

考点：原电池和电解池的工作原理．

专题：电化学专题．

分析：（1）①该装置是电解池，接通电源，经过一段时间后，乙中c电极质量增加，说明C电极是电解池阴极，则d电极是阳极，连接电解池阳极的原电池电极是正极．
②电解氢氧化钠溶液时，阳极上氢氧根离子放电生成氧气．
③电解硫酸铜溶液时，阴极上析出铜，阳极上析出氧气，根据溶液中氢氧根离子浓度的变化判断pH值的变化；电解丙溶液时，根据阴阳极上析出的物质确定溶液中氢离子浓度是否变化来判断溶液的pH值是否变化．
④根据丙溶液中水减少的质量结合转移电子数相等计算电极b上生成的气体体积和电极c的质量增加．
（2）电解硫酸铜溶液时阴极上析出铜，阳极上析出氧气．

解答：解：（1）①该装置是电解池，接通电源，经过一段时间后，乙中c电极质量增加，说明C电极是电解池阴极，则d电极是阳极，连接电解池阳极的原电池电极是正极，所以N是原电池正极．
故答案为：正极．
②电解氢氧化钠溶液时，阳极上氢氧根离子放电生成氧气，电极反应式为：4OH--4e-=2H2O+O2↑．
故答案为：4OH--4e-=2H2O+O2↑．
③电解硫酸铜溶液时，阴极上析出铜，阳极上析出氧气，导致溶液中氢离子浓度大于氢氧根离子浓度，溶液呈酸性，所以溶液的pH值变小；电解硫酸钠溶液时，阴极上析出氢气，阳极上析出氧气，实际上电解的是水，硫酸钠溶液的浓度增大，但溶液的pH值不变．
故答案为：减小；不变．
④l00g 10.00%的K2SO4溶液电解一段时间后K2SO4浓度变为
l00g ×10.00%
10.37%
，电解硫酸钾溶液实际上是电解的水，所以电解水的质量为100-
l00g ×10.00%
10.37%
=3.6g，减少3.6g水转移电子的物质的量=
3.6g
18g/mol
×2=0.4mol；当转移0.4mol电子时，b上生成的气体体积=
0.4mol
4
×22.4L/mol=2.24L；电极c增加的质量=
0.4mol
2
×64g/mol=12.8g．
故答案为：2.24L；12.8g．
（2）电解硫酸铜溶液时阴极上析出铜，阳极上析出氧气，2Cu2++2H2O

电解

.

2Cu+O2↑+4H+
故答案为：2Cu2++2H2O

电解

.

2Cu+O2↑+4H+

点评：本题考查了原电池原理以及物质的量的有关计算，根据转移电子数相等来分析解答即可，难度不大．

Answer 2

1. 锌为活泼金属作为负极，Zn-2e- =Zn2+；箭头为锌失去的电子流出的方向（附：电流的方向是电子方向相反）。

2. 乙装置里的反应是CuCL2=Cu+CL2箭头。

3. B电极增重；

   根据电荷守恒法计算甲中硫酸的物质的量：Cu2++2e-=Cu；生成3.2克即0.05摩尔的铜要转移0.1摩尔的电子；即从锌流出的电子为0.1摩尔。再根据甲中的反应Zn+H2SO4==ZnSO4+H2↑算得硫酸的物质的量为0.05摩尔，100毫升即物质的量浓度为0.5mol/L。计算PH值先算出氢离子浓度为1.0mol/L；即pH=-lg[1]=0。

4. 本题中可以看成两部分，其中甲为原电池、乙为电解池。

   答案：负极，Zn-2e- =Zn2+，流出。

               CuCL2=Cu+CL2箭头

              B电极，0.5mol/L，0

Answer 3

（1)负极;Zn-2e =Zn2

Answer 4

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