Question

8．銅在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中有著廣泛的用途．
（1）配制CuSO₄溶液時(shí)需加入少量稀H₂SO₄，其原因是Cu²⁺+2H₂O?Cu（OH）₂+2H⁺；（只寫離子方程式）．
（2）某同學(xué)利用制得的CuSO₄溶液，進(jìn)行以下實(shí)驗(yàn)探究．
①圖甲是根據(jù)反應(yīng)Fe+CuSO₄Cu+FeSO₄設(shè)計(jì)的原電池，請(qǐng)?jiān)趫D甲中的橫線上完成標(biāo)注．

②圖乙中，I是甲烷燃料電池的示意圖，該同學(xué)想在II中實(shí)現(xiàn)鐵上鍍銅，則應(yīng)在a處通入CH₄（填“CH₄”或“O₂”），b處電極上發(fā)生的電極反應(yīng)式為O₂+4e^-+2H₂O=4OH^-；若把II中電極均換為惰性電極，電解液換為含有0.1molNaCl溶液400mL，當(dāng)陽極產(chǎn)生的氣體為448mL（標(biāo)準(zhǔn)狀況下）時(shí)，溶液的pH=13（溫度為常溫，假設(shè)溶液體積變化忽略不計(jì)）．

Answer 1

分析 （1）加入稀硫酸是為了抑制Cu²⁺的水解；
（2）①鐵銅原電池中Fe為負(fù)極；②鐵上鍍銅，銅作陽極，鐵作陰極；
②a為甲烷，b為氧氣，據(jù)電解質(zhì)溶液顯堿性書寫電極反應(yīng)式；陽極產(chǎn)生的氣體為氯氣，其體積為448mL（標(biāo)準(zhǔn)狀況下），據(jù)此計(jì)算生成NaOH的物質(zhì)的量，計(jì)算pH；

解答 解：（1）CuSO₄溶液中銅離子能夠水解生成沉淀，加入硫酸是抑制銅離子水解，離子方程式為：Cu²⁺+2H₂O?Cu（OH）₂+2H⁺，
故答案為：Cu²⁺+2H₂O?Cu（OH）₂+2H⁺；
（2）①圖乙在Fe上鍍銅，所以Fe作陰極，故答案為：
②圖乙在Fe上鍍銅，所以Fe作陰極，則連接的為燃料電池的負(fù)極，應(yīng)通入CH₄，b極通入O₂發(fā)生還原反應(yīng)：O₂+4e^-+2H₂O=4OH^-；電解池中均為惰性電極時(shí)，陽極的電極反應(yīng)式為：2Cl^--2e^-=Cl₂↑，陰極反應(yīng)式為：2H⁺+2e^-=H₂↑．由電極反應(yīng)式計(jì)算消耗的H⁺為0.04mol，則生成的OH^-為0.04mol，c（OH^-）=0.1mol/L，則c（H⁺）=10^-13mol/L，pH=13，故答案為：CH₄；O₂+4e^-+2H₂O=4OH^-；13．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了鹽類水解、原電池原理及計(jì)算，掌握電極反應(yīng)式的書寫和基礎(chǔ)是解題關(guān)鍵，題目難度中等．