Question

9．如圖所示，甲、乙兩個燒杯中的溶液中溶質離子分別由Na⁺、Cu²⁺、Cl^-、SO₄^2-四種離子中的一種陽離子和一種陰離子組成．（每種離子只能選用一次）
Ⅰ、閉合K₁斷開K₂，一段時間后，發(fā)現(xiàn)甲池中在A、B兩極上產生等體積的氣體（相同狀況下，且不考慮氣體的溶解，每個電極上得或失電子的離子只有一種），在乙池中D極的質量增加．
（1）甲溶液中電解質的化學式為NaCl，B極上的電極反應式為2H⁺+2e^-=H₂↑．
（2）乙池中發(fā)生總的反應化學方程式為2CuSO₄+2H₂O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$2Cu+2H₂SO₄+O₂↑，N電極的名稱為負極．
Ⅱ、閉合K₂、斷開K₁，若甲、乙池中的電解質溶液分別于Ⅰ中的相同，則乙池為原電池（原電池或電解池），D電極的反應式為Fe-2e^-=Fe²⁺，若C極質量增加0.64g，則電路中通過的電子數(shù)為0.02N_A或1.204×10²²，甲池中溶液的pH為13．（溶液處于常溫且體積不變）

Answer 1

分析 Ⅰ、閉合K₁斷開K₂，為電解池，甲池中在A、B兩極上產生等體積的氣體，說明甲為NaCl溶液，乙為CuSO₄溶液，D極的質量增加說明D為陰極，M為正極，N為負極，
（1）甲為NaCl溶液，B為陰極，氫離子在陰極放電生成氫氣；
（2）乙為CuSO₄溶液，電解硫酸銅溶液時生成硫酸、氧氣和銅，N為負極；
Ⅱ、閉合K₂、斷開K₁，F(xiàn)e為活潑金屬，能夠與銅離子反應，所以乙池為原電池，F(xiàn)e電極為負極，F(xiàn)e失電子生成亞鐵離子，C電極上銅離子得電子生成Cu，生成0.64gCu轉移0.02mol電子，據(jù)電子守恒計算甲池中電解NaCl溶液的pH變化．

解答 解：I、（1）閉合K₁斷開K₂，為電解池，甲池中在A、B兩極上產生等體積的氣體，說明甲為NaCl溶液，乙為CuSO₄溶液，D極的質量增加說明D為陰極，M為正極，N為負極，B為陰極，氫離子在陰極放電生成氫氣，電極反應式為：2H⁺+2e^-=H₂↑，故答案為：NaCl；2H⁺+2e^-=H₂↑；
（2）乙為CuSO₄溶液，電解硫酸銅溶液時生成硫酸、氧氣和銅，電解方程是為2CuSO₄+2H₂O電解?2Cu+2H₂SO₄+O₂↑，D極的質量增加說明D為陰極，M為正極，N為負極，故答案為：2CuSO₄+2H₂O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$2Cu+2H₂SO₄+O₂↑；負極；
Ⅱ、閉合K₂、斷開K₁，F(xiàn)e為活潑金屬，能夠與銅離子反應，所以乙池為原電池，F(xiàn)e電極為負極，F(xiàn)e失電子生成亞鐵離子，電極反應式為Fe-2e^-=Fe²⁺，C電極上銅離子得電子生成Cu，生成0.64gCu轉移0.02mol電子，據(jù)電子守恒，甲池中電解NaCl溶液生成的NaOH為0.02mol，c（OH^-）=0.1mol/L，pH=13，
故答案為：原電池；Fe-2e^-=Fe²⁺；0.02N_A或1.204×10²²；13．

點評 本題考查了原電池和電解池相關知識以及多池相連時原電池、電解池的判斷，分析電極材料是解答的關鍵，題目難度不大．