Question

15．某小組為研究電化學(xué)原理，設(shè)計(jì)如圖所示裝置：
（1）a和b不相連，c是銅片，d是鋅片，m是稀硫酸，鋅片上的現(xiàn)象是有大量氣泡生成．
（2）a和b用導(dǎo)線相連：
①c是石墨電極，d是銅片，m是硝酸銀溶液，電池總反應(yīng)是Cu+2Ag⁺=Cu²⁺+2Ag．
②c、d是Pt電極，m是稀硫酸．分別向兩極通入甲烷和氧氣，通入甲烷的一極是
負(fù)極（填“正極”或“負(fù)極”），電極反應(yīng)式是CH₄+2H₂O-8e^-=CO₂+8H⁺．
（3）a和b分別連接直流電源：
①利用該裝置實(shí)現(xiàn)粗銅的精煉，粗銅應(yīng)做陰極（填“陰極”或“陽(yáng)極”）．
②c、d是石墨電極，m是NaCl溶液，向溶液中滴加幾滴酚酞試液．實(shí)驗(yàn)開(kāi)始后c極首先出現(xiàn)紅色，則b連接直流電源的正極（填“正極”或“負(fù)極”），通電時(shí)總反應(yīng)的離子方程式是2Cl^-+2H₂O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$2OH^-+Cl₂↑+H₂↑，檢驗(yàn)d極氣體產(chǎn)物的方法是能使?jié)駶?rùn)的淀粉KI試紙變藍(lán)．
③c、d分別是石墨電極和銅電極，m是濃NaOH溶液，通過(guò)反應(yīng)：2Cu+H₂O ^電解Cu₂O+H₂↑ 可制得納米級(jí)Cu₂O．陽(yáng)極的電極反應(yīng)式是2Cu+OH^--2e^-=Cu₂O+H⁺．

Answer 1

分析 （1）Zn與稀硫酸反應(yīng)置換出氫氣；
（2）①c是石墨電極，d是銅片，m是硝酸銀溶液，電池中總反應(yīng)為Cu與銀離子的置換反應(yīng)；
②c、d是Pt電極，m是稀硫酸，分別向兩極通入甲烷和氧氣，形成燃料電池，通入燃料的為負(fù)極；
（3）①電解精煉，粗銅作陽(yáng)極，精銅作陰極
②電解NaCl溶液時(shí)，陰極生成氫氣和氫氧根離子，陽(yáng)極上生成氯氣，氯氣能使?jié)駶?rùn)的淀粉KI試紙變藍(lán)；
③電解發(fā)生2Cu+H₂O $\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$Cu₂O+H₂↑，則Cu失電子為陽(yáng)極．

解答 解：（1）Zn與稀硫酸反應(yīng)置換出氫氣，所以鋅片上有大量氣泡生成；
故答案為：有大量氣泡生成；
（2）①c是石墨電極，d是銅片，m是硝酸銀溶液，電池中總反應(yīng)為Cu與銀離子的置換反應(yīng)，反應(yīng)離子方程式為：Cu+2Ag⁺=Cu²⁺+2Ag；
故答案為：Cu+2Ag⁺=Cu²⁺+2Ag；
②c、d是Pt電極，m是稀硫酸，分別向兩極通入甲烷和氧氣，形成燃料電池，通入燃料的為負(fù)極，則通入甲烷的一極是負(fù)極，酸性條件下，甲烷失電子生成二氧化碳和氫離子，則負(fù)極的電極反應(yīng)式為：CH₄+2H₂O-8e^-=CO₂+8H⁺；
故答案為：負(fù)極；CH₄+2H₂O-8e^-=CO₂+8H⁺；
（3）①電解精煉，粗銅失電子逐漸溶解，所以粗銅作陽(yáng)極，銅離子在陰極上得電子，所以精銅作陰極；
故答案為：陰極；
②c、d是石墨電極，m是NaCl溶液，向溶液中滴加幾滴酚酞試液，陰極生成氫氣和氫氧根離子，所以陰極附近先變紅色，則c為陰極，b為陽(yáng)極，所以b與電源的正極相連，電解的離子方程式為：2Cl^-+2H₂O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$2OH^-+Cl₂↑+H₂↑；陽(yáng)極上生成氯氣，氯氣能使?jié)駶?rùn)的淀粉KI試紙變藍(lán)，所以用濕潤(rùn)的淀粉KI試紙檢驗(yàn)氯氣；
故答案為：正極；2Cl^-+2H₂O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$2OH^-+Cl₂↑+H₂↑；能使?jié)駶?rùn)的淀粉KI試紙變藍(lán)；
③通過(guò)電解發(fā)生2Cu+H₂O $\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$Cu₂O+H₂↑，則Cu失電子為陽(yáng)極，陽(yáng)極的電極方程式為：2Cu+OH^--2e^-=Cu₂O+H⁺；
故答案為：2Cu+OH^--2e^-=Cu₂O+H⁺．

點(diǎn)評(píng) 本題考查學(xué)生化學(xué)反應(yīng)、原電池原理的應(yīng)用和電解原理的應(yīng)用，明確原電池和電解池的工作原理及所發(fā)生的氧化還原反應(yīng)是解答本題的關(guān)鍵，題目難度中等，側(cè)重于考查學(xué)生對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)的應(yīng)用能力．