Question

按如图所示装置进行实验，并回答下列问题：
（1）判断装置的名称：A池为

 

，B池为

 

．
（2）锌极为

 

极，电极反应式为

 

；铜极为

 

极，电极反应式为

 

；石墨棒C₁为

 

极，电极反应式为

 

；石墨棒C₂附近发生的实验现象为

 

．
（3）当C₂极析出224mL气体（标准状况下），锌的质量变化为（增加或减少）

 

g．CuSO₄溶液的质量变化为（增加或减少）

 

g．
（4）三氧化二镍（Ni₂O₃）可用于制造高能电池，其电解法制备过程如下：用NaOH调NiCl₂溶液pH至7.5，加放适量硫酸钠后进行电解．电解过程中产生的Cl₂在弱碱性条件下生成ClO^-，把二价镍氧化为三价镍．以下说法正确的是

 

a．可用铁作阳极材料
b．电解过程中阳极附近溶液的pH升高
c．阳极反应方程式为：2Cl^--2e^-=Cl₂↑
d．1mol二价镍全部转化为三价镍时，外电路中通过了1mol电子．

Answer 1

考点：电解原理,原电池和电解池的工作原理

专题：电化学专题

分析：（1）分析装置图，该装置中A能自发的进行氧化还原反应为原电池，B为电解池，
（2）锌易失电子作负极，铜作正极，B中连接铜的电极为阳极，连接锌的电极为负极，电解池中阳极上氯离子放电，阴极上氢离子放电；
（3）依据电子守恒和电极反应计算；
（4）A．若Fe为阳极，则氯离子不能在阳极生成；
B．电解时阳极附近氯离子放电；
C．电解时阳极附近氯离子放电；
D．由Ni²⁺-e^-═Ni³⁺可知转移的电子数．

解答： 解：该装置中A能自发的进行氧化还原反应为原电池，B为电解池，锌易失电子作负极，铜作正极，B中连接铜的电极为阳极，连接锌的电极为负极，电解池中阳极上氯离子放电，阴极上氢离子放电；A中锌电极上失电子生成锌离子进入溶液，铜电极上铜离子得电子生成铜单质，所以其电池反应式为Zn+Cu²⁺=Cu+Zn²⁺；
（1）A能自发的进行氧化还原反应，能将化学能转化为电能，所以为原电池，B有外接电源，属于电解池，故答案为：原电池；电解池；
（2）该装置中A能自发的进行氧化还原反应为原电池，B为电解池，锌易失电子作负极，电极反应为：Zn-2e^-=Zn²⁺；铜作正极，溶液中铜离子得到电子生成铜，电极反应为：Cu²⁺+2e-=Cu；B中连接铜的电极为阳极，连接锌的电极为负极，电解池中阳极上氯离子放电，电极反应为：2Cl^--2e^-=Cl₂↑；阴极上氢离子放电，电极反应为2H⁺+2e^-=H₂↑，电极上有气体生成，溶液中水的电离平衡正向进行，氢氧根离子浓度增大，负极附近的溶液遇到酚酞变红色；
故答案为：负；Zn-2e^-=Zn²⁺；正；Cu²⁺+2e-=Cu；阳；2Cl^--2e^-=Cl₂↑；有无色气体产生；附近溶液出现红色；
（3）石墨棒C₂为阴极，阴极上电解水生成氢气和氢氧根离子，其电极方程式为：4H₂O+4e^-=2H₂↑+4OH^-，当C₂极析出224mL气体（标准状态）时，生成氢气的物质的量为n（H₂）=

0.224L

22.4L/mol

=0.01mol，则转移的电子为0.02mol，Zn电极的方程式为：Zn-2e^-=Zn²⁺，根据电子守恒可知，消耗的Zn为0.01mol，则锌的质量减少0.65g，
CuSO₄溶液的质量变化，依据化学方程式和溶液质量变化计算，B装置中的离子方程式；
Zn+Cu²⁺=Cu+Zn²⁺，溶液质量增加△m
 1                           65g-64g=1g
0.01mol                        0.01g
CuSO₄溶液的质量变化为增加0.01g；
故答案为：减少0.65，增加0.01；
（4）A．若Fe为阳极，则氯离子不能在阳极生成，则不会存在产生的Cl₂在弱碱性条件下生成ClO^-，把二价镍氧化为三价镍，故A错误；
B．电解时阳极附近氯离子放电，溶液的pH不会升高，故B错误；
C．电解时阳极附近氯离子放电，发生电极反应为2Cl^--2e^-═Cl₂，故C正确；
D．由Ni²⁺-e^-═Ni³⁺可知1mol二价镍全部转化为三价镍时，外电路中通过了1mol电子，故D正确；
故选：CD．
故答案为：CD；

点评：本题考查了原电池和电解池原理，根据是否能自发进行反应结合原电池构成条件来确定原电池，正确判断原电池和电解池的电极反应是解本题关键，难点是电极反应式的书写和电子守恒的应用，难度不大．