Question

如圖所示，U形管內(nèi)盛有100mL的溶液，按要求回答下列問題：
（1）打開K₂，合并K₁，若所盛溶液為CuSO₄溶液：則A為

 

極，A極的電極反應(yīng)式為

 

．若所盛溶液為KCl溶液：則B極的電極反應(yīng)式為

 

．
（2）打開K₁，合并K₂，若所盛溶液為滴有酚酞的NaCl溶液，則：
①A電極附近可觀察到的現(xiàn)象是

 

，Na⁺移向

 

極（填A(yù)、B）．
②B電極上的電極反應(yīng)式為

 

，總反應(yīng)化學(xué)方程式是

 

．
③反應(yīng)一段時間后打開K₂，若忽略溶液的體積變化和氣體的溶解，B極產(chǎn)生氣體的體積（標準狀況）為11.2mL，將溶液充分混合，溶液的pH約為

 

．若要使電解質(zhì)溶液恢復(fù)到原狀態(tài)，需向U形管內(nèi)加入或通入一定量的

 

．[pH=-lgc（H⁺）]．

Answer 1

考點：原電池和電解池的工作原理

專題：電化學(xué)專題

分析：（1）若所盛溶液為CuSO₄溶液，打開K₂，合并K₁，該裝置是原電池，較活潑的金屬作負極，負極上發(fā)生氧化反應(yīng)，較不活潑的金屬或?qū)щ姷姆墙饘僮髡龢O，正極上發(fā)生還原反應(yīng)；若所盛溶液為KCl溶液：則B極上氧氣得電子發(fā)生還原反應(yīng)．
（2）該裝置是電解池，陽極上失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，陰極上得電子發(fā)生還原反應(yīng)；根據(jù)電極方程計算氫氧根離子的濃度，再計算PH；如果要想使電解后的溶液恢復(fù)到原溶液，應(yīng)遵循“析出什么加入什么”的思想加入物質(zhì)．

解答： 解：（1）若所盛溶液為CuSO₄溶液，打開K₂，合并K₁，該裝置是原電池，鋅作負極，碳作正極，負極上鋅失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式為Zn-2e^-=Zn²⁺；若所盛溶液為KCl溶液：則B極上氧氣得電子發(fā)生還原反應(yīng)，其電極反應(yīng)式為O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-．
故答案為：負、Zn-2e^-=Zn²⁺；O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-；
（2）打開K₁，合并K₂，若所盛溶液為滴有酚酞的NaCl溶液，該裝置是電解池，碳作陽極，鋅作陰極，
①A電極上氫離子放電生成氫氣，同時溶液中生成氫氧化鈉，溶液呈堿性，酚酞遇堿變紅色，所以A附近可觀察到的現(xiàn)象是產(chǎn)生無色氣泡，溶液變紅色；陽離子向陰極移動，則Na⁺移向A極；
故答案為：產(chǎn)生無色氣泡，電極附近溶液變紅；A；
②B電極上氯離子放電生成氯氣，所以B的電極反應(yīng)式為2Cl^--2e^-=Cl₂，總反應(yīng)化學(xué)方程式是2NaCl+2H₂O

電解  .

2NaOH+H₂↑+Cl₂↑，
故答案為：2Cl^--2e^-=Cl₂；2NaCl+2H₂O

電解  .

2NaOH+H₂↑+Cl₂↑；
③反應(yīng)一段時間后打開K₂，若忽略溶液的體積變化和氣體的溶解，B極產(chǎn)生氣體的體積（標準狀況）為11.2mL，A電極上生成11.2L氫氣，根據(jù)氯氣和氫氧化鈉的關(guān)系式知，生成氫氧化鈉的物質(zhì)的量=

11.2×10-3L

22.4L/mol

×2=0.001mol，則氫氧化鈉溶液的濃度是0.01mol/L，將溶液充分混合，溶液的pH約為12，根據(jù)“析出什么加入什么”的原則知，若要使電解質(zhì)溶液恢復(fù)到原狀態(tài)，需向U形管內(nèi)加入或通入一定量的HCl，
故答案為：12；HCl．

點評：本題考查了原電池和電解池原理，明確正負極的判斷及離子放電順序是解本題關(guān)鍵，難點是電極反應(yīng)式的書寫，題目難度中等．