Question

某同學(xué)用碳棒、純銅片、直流電源和稀硫酸為原材料，實(shí)現(xiàn)了在通常條件下不能發(fā)生的反應(yīng)：
Cu+H₂SO₄（�。�=CuSO₄+H₂↑
（1）請?jiān)谟疫叿娇蛑挟嫵瞿軌驅(qū)崿F(xiàn)這一反應(yīng)的裝置圖

．
（2）在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)實(shí)際操作時(shí)，由于裝置連接不當(dāng)，他看到了完全不同的
①實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：碳棒和銅片上均有無色氣泡產(chǎn)生，溶液并未變?yōu)樗{(lán)色．
請你分析其原因

兩極與電源的正負(fù)極接反了

．
②假設(shè)按照該方案進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，且收集到碳棒上產(chǎn)生氣體體積為11.2L（標(biāo)準(zhǔn)狀況下）．則該過程中銅片上發(fā)生的反應(yīng)式為

2H⁺+2e^-=H₂↑

．
③此時(shí)要使溶液恢復(fù)到實(shí)驗(yàn)前的狀態(tài)，需加入

H₂O

（寫出該物質(zhì)的化學(xué)式），其質(zhì)量為

18g

．

Answer 1

分析：（1）實(shí)現(xiàn)該反應(yīng)，選擇Cu為陽極，電解質(zhì)為硫酸；
（2）碳棒和銅片上均有無色氣泡產(chǎn)生，溶液并未變?yōu)樗{(lán)色，其電解實(shí)質(zhì)為電解水，C棒為陽極生成氧氣，Cu棒上生成氫氣，若一段時(shí)間恢復(fù)原狀態(tài)，應(yīng)加入等量的水．

解答：解：（1）若發(fā)生Cu+H₂SO₄（�。�=CuSO₄+H₂↑，利用電解來實(shí)現(xiàn)，則Cu為陽極，C為陰極，電解質(zhì)為硫酸，裝置如圖，故答案為：；              
（2）①碳棒和銅片上均有無色氣泡產(chǎn)生，溶液并未變?yōu)樗{(lán)色，其電解實(shí)質(zhì)為電解水，即兩極與電源的正負(fù)極接反了，故答案為：兩極與電源的正負(fù)極接反了；    
②Cu棒上生成氫氣，發(fā)生的電極反應(yīng)為2H⁺+2e^-=H₂↑，故答案為：2H⁺+2e^-=H₂↑；
③碳棒上產(chǎn)生氣體體積為11.2L為氧氣，其物質(zhì)的量為

11.2L

22.4L/mol

=0.5mol，由2H₂O

電解  .

O₂↑+2H₂↑，則要恢復(fù)原樣加入H₂O的質(zhì)量為0.5mol×2×18g/mol=18g，
故答案為：H₂O；18g．

點(diǎn)評(píng)：本題考查電解原理，明確電極材料的選擇與發(fā)生的電極反應(yīng)是解答本題的關(guān)鍵，注意電解后使溶液恢復(fù)原樣，應(yīng)從元素及質(zhì)量守恒的角度來分析，題目難度不大．