Question

某化學興趣小組的同學用如圖裝置研究電化學的問題．
（1）甲裝置是由銅、鋅和稀硫酸組成的原電池，其中正極材料是

 

，電池的總反應式用離子方程式表示
為

 

．當導線中有1mol電子通過時，理論上兩極的變化是

 

填序號）．
A．鋅片溶解了32.5g            B．鋅片增重32.5g
C．銅片上析出l g H₂            D．銅片上析1molH₂
（2）若乙裝置中X、Y都是惰性電極，a是滴有酚酞試液的飽和NaCl溶液．電解過程中觀察到

 

（填X或Y）極附近溶液變紅色，電解反應的總化學方程式為

 

．
（3）若要通過乙裝置用電解方法精煉粗銅，電解質(zhì)溶液a選用CuSO₄溶液，則X電極的材料是

 

，X極的電極反應式為

 

．
（4）若乙裝置中X、Y都是惰性電極，a是1mol?L^-1CuCl₂溶液，實驗開始10min后，CuCl₂溶液濃度為0.6mol?L^-1，則反應開始至10min，CuCl₂的反應速率v（CuCl₂）=

 

．

Answer 1

考點：原電池和電解池的工作原理,電解原理

專題：電化學專題

分析：（1）甲裝置中鋅做負極失電子生成鋅離子，銅做正極，溶液中氫離子得到電子生成氫氣，電池反應是鋅和稀硫酸的反應，依據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒計算和分析兩個電極變化；
（2）電解池中，a是滴有酚酞試液的飽和NaCl溶液，X與電源負極連接做電解池的陰極，溶液中氫離子得到電子生成氫氣；Y和電源連接做電解池的陽極，溶液中氯離子失電子生成氯氣，陰極附近氫氧根離子濃度增大，溶液成紅色，電極反應過程中生成氫氧化鈉、氫氣、氯氣；
（3）電解方法精煉粗銅，粗銅做陽極，精銅做陰極，含銅離子的鹽溶液做電解質(zhì)溶液；
（4）陽極化學反應速率概念計算V=

△c

△t

計算；

解答： 解：（1）甲裝置是由銅、鋅和稀硫酸組成的原電池，其中正極材料是銅，溶液中氫離子得到電子生成氫氣，電極反應2H⁺+2e^-=H₂↑，鋅做負極失電子生成鋅離子，電極反應為：Zn-2e^-=Zn²⁺，電池反應的離子方程式為：Zn+2H⁺=Zn²⁺+H₂↑，當導線中有1mol電子通過時，負極鋅物質(zhì)的量減小0.5mol，質(zhì)量減小0.5mol×65g/mol=32.5g；銅片上放出氫氣，陽極電子守恒生成氫氣的物質(zhì)的量0.5mol，質(zhì)量為0.5mol×2g/mol=1g，所以選項中AC正確；
故答案為：Cu，Zn+2H⁺=Zn²⁺+H₂↑，AC；
（2）電解池中，a是滴有酚酞試液的飽和NaCl溶液，X與電源負極連接做電解池的陰極，溶液中氫離子得到電子生成氫氣；Y和電源連接做電解池的陽極，溶液中氯離子失電子生成氯氣，水的電離平衡被破壞，平衡正向進行，陰極X附近氫氧根離子濃度增大，溶液成紅色，電極反應過程中生成氫氧化鈉、氫氣、氯氣，反應的化學方程式為：2NaCl+2H₂O

通電  .

2NaOH+Cl₂↑+H₂↑；
故答案為：X，2NaCl+2H₂O

通電  .

2NaOH+Cl₂↑+H₂↑；
（3）解方法精煉粗銅，電解質(zhì)溶液a選用CuSO₄溶液，陽極Y為粗銅，陰極x為純銅，銅離子得到電子生成銅，電極反應為Cu²⁺+2e^-=Cu；
故答案為：純銅，Cu²⁺+2e^-=Cu；  
（4）乙裝置中X、Y都是惰性電極，a是1mol?L^-1CuCl₂溶液，實驗開始10min后，CuCl₂溶液濃度為0.6mol?L^-1，則反應開始至10min，CuCl₂的反應速率=

1mol/L-0.6mol/L

10min

=0.04mol?L^-1?min^-1；
故答案為：0.04 mol?L^-1?min^-1；

點評：本題考查了原電池、電解池原理的分析應用，主要是電極反應，電極產(chǎn)物判斷，掌握基礎(chǔ)是關(guān)鍵，題目難度中等．