Question

8．按如圖所示裝置進(jìn)行實驗，并回答下列問題：

（1）判斷裝置的名稱：A池為原電池，B池為電解池．
（2）鋅極為負(fù)極，電極反應(yīng)式為Zn-2e^-═Zn²⁺；石墨棒C₁為陽極，電極反應(yīng)式為2Cl^--2e^-=Cl₂↑；石墨棒C₂附近發(fā)生的實驗現(xiàn)象為有無色氣泡產(chǎn)生附近溶液變紅色．
（3）寫出C 裝置中溶液顏色變紅的電極反應(yīng)式：O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-．
（4）當(dāng)C₂極析出224mL氣體（標(biāo)準(zhǔn)狀況下）時，CuSO₄溶液的質(zhì)量變化了0.01g．

Answer 1

分析 （1）A裝置能自發(fā)的進(jìn)行氧化還原反應(yīng)，所以為原電池，B裝置為電解池；
（2）原電池中鋅作負(fù)極、Cu作正極，負(fù)極上電極反應(yīng)式為Zn-2e^-=Zn²⁺，正極電極反應(yīng)式為Cu²⁺+2e^-=Cu，石墨棒C₁為陽極，電極反應(yīng)式為2Cl^--2e-=Cl₂↑，石墨棒C₂為陰極，電極反應(yīng)式為2H⁺+2e-=H₂↑，根據(jù)溶液中氫離子濃度變化判斷pH變化；
（3）C 裝置為鐵的吸氧腐蝕裝置，則碳電極為氧氣得電子發(fā)生還原反應(yīng)生成氫氧根離子，遇酚酞變紅；
（4）根據(jù)串聯(lián)電路中轉(zhuǎn)移電子相等進(jìn)行計算．

解答 解：（1）A裝置能自發(fā)的進(jìn)行氧化還原反應(yīng)，能將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，所以為原電池，B裝置有外接電源，屬于電解池，故答案為：原電池；電解池；
（2）鋅為負(fù)極，電極反應(yīng)式Zn-2e^-═Zn²⁺，銅為正極，銅極上的電極反應(yīng)式為Cu²⁺+2 e^-=Cu，石墨棒C₁為陽極，電極反應(yīng)式為2Cl^--2e^-=Cl₂↑，石墨棒C₂為陰極，電極反應(yīng)式為2H⁺+2e^-=H₂↑，石墨棒C₂附近還生成氫氧根離子，導(dǎo)致溶液堿性增強(qiáng)，則溶液的pH增大，酚酞遇堿變紅色，所以石墨棒C₂附近發(fā)生的實驗現(xiàn)象是：有氣體生成、溶液變紅色，
故答案為：負(fù)；Zn-2e^-═Zn²⁺；陽；2Cl^--2e^-=Cl₂↑；有無色氣泡產(chǎn)生附近溶液變紅色；
（3）C 裝置為鐵的吸氧腐蝕裝置，則碳電極為氧氣得電子發(fā)生還原反應(yīng)生成氫氧根離子，遇酚酞變紅，則電極反應(yīng)式為：O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-，故答案為：O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-；
（4）C₂極析出的氣體是氫氣，氫氣的物質(zhì)的量=$\frac{0.224L}{22.4L/mol}$=0.01mol，原電池中鋅作負(fù)極而被腐蝕，所以隨著反應(yīng)的進(jìn)行，鋅的質(zhì)量逐漸減少，生成0.01mol氫氣轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量=0.01mol×2=0.02mol，根據(jù)串聯(lián)電路中轉(zhuǎn)移電子相等知，鋅減少的質(zhì)量=$\frac{0.02mol}{2}$×65g/mol=0.65g，在原電池中，鋅作負(fù)極、Cu作正極，正極電極反應(yīng)式為Cu²⁺+2e^-=Cu，轉(zhuǎn)移0.02mol電子，析出0.64gCu，所以溶液質(zhì)量增加0.01g，
故答案為：0.01．

點評 本題考查了原電池和電解池原理，根據(jù)反應(yīng)的自發(fā)性確定原電池和電解池，再結(jié)合各個電極上發(fā)生的反應(yīng)來分析解答，難點是電極反應(yīng)式的書寫，題目難度不大．