Question

（Ⅰ）某兴趣小组的同学用下图所示装置研究有关电化学的问题．当闭合该装置的电键时，观察到电流计的指针发生了偏转．请回答下列问题：
（1）甲装置的名称是

 

 （填“原电池”或“电解池”）．
（2）写出电极反应式：Pt极

 

； 当甲中产生0.1mol气体时，乙中析出铜的质量应为

 

．
（3）若乙中溶液不变，将其电极都换成铜电极，电键闭合一段时间后，乙中溶液的颜色

 

（填“变深”、“变浅”或“无变化”）．
（4）若乙池溶液通电一段时间后，向所得的溶液中加入0.1mol的Cu（OH）₂后恰好恢复到电解前的浓度．则电解过程中转移电子的数目为

 

．（用N_A表示）
（Ⅱ）由Cu²⁺、Cl^-、Na⁺、SO₄^2-四种离子中的两种离子组成的电解质溶液若干种，可选用铁电极、铜电极、铂电极进行电解实验．
（1）欲使铁制品表面镀铜，应以

 

为阳极，电解质溶液为

 

．
（2）以铂作阳极电解

 

溶液时，溶液的碱性有明显增强，且溶液保澄清，电解时总反应的化学方程式为

 

．

Answer 1

考点：原电池和电解池的工作原理

专题：电化学专题

分析：（Ⅰ）（1）甲装置能自发的进行氧化还原反应，则甲为原电池、乙为电解池；
（2）Pt极作阳极，阳极上氢氧根离子放电；根据转移电子相等计算析出铜的质量；
（3）若乙中溶液不变，将其电极都换成铜电极，该装置为电镀池，根据溶液中离子浓度是否变化判断；
（4）根据“析出什么加入什么”的原则计算；
（Ⅱ）由Cu²⁺、Cl^-、Na⁺、SO₄^2-四种离子中的两种离子组成的电解质溶液若干种，可选用铁电极、铜电极、铂电极进行电解实验．
（1）电镀时，镀层作阳极、镀件作阴极，电解质为可溶性的含有阳极金属元素的盐；
（2）以铂作阳极电解时，溶液的碱性有明显增强，且溶液保澄清，什么阴极上氢离子放电．

解答： 解：（Ⅰ）（1）甲装置能自发的进行氧化还原反应，则甲为原电池、乙为电解池，Zn易失电子作负极、Cu作正极，故答案为：原电池；
（2）甲中Zn作负极、Cu作正极，则Pt极作阳极，阳极上氢氧根离子放电，电极反应式为4OH^--4e^-═2H₂O+O₂↑；当甲中生成0.1mol气体时转移电子的物质的量=0.1mol×2=0.2mol，串联电路中转移电子相等，
根据转移电子相等得析出铜的质量=

0.2mol

2

×64g/mol=6.4g；
故答案为：4OH^--4e^-═2H₂O+O₂↑；6.4g；
（3）若乙中溶液不变，将其电极都换成铜电极，该装置为电镀池，电镀时阳极溶解的铜等于阴极析出的铜，导致溶液中铜离子浓度不变，则溶液颜色不变，故答案为：不变；
（4）根据“析出什么加入什么”的原则知，0.1mol的Cu（OH）₂相当于0.1molCuO和0.1molH₂O，阴极上析出氢气和铜，则转移电子的数目=0.1mol×（2+2）×N_A/mol=0.4N_A，故答案为：0.4N_A；
（Ⅱ）由Cu²⁺、Cl^-、Na⁺、SO₄^2-四种离子中的两种离子组成的电解质溶液若干种，可选用铁电极、铜电极、铂电极进行电解实验．
（1）电镀时，镀层作阳极、镀件作阴极，电解质为可溶性的含有阳极金属元素的盐，所以Cu作阳极、电解质为CuSO₄，故答案为：Cu；CuSO₄溶液；
（2）以铂作阳极电解氯化钠溶液时，阴极电极反应式为：2H₂O+2e^-=H₂ ↑+2OH^-，阳极上氯离子失电子发生氧化反应，电极反应式为：2Cl^--2e^-=Cl₂↑，同时生成氢氧化钠，所以其电池反应式为：2NaCl+2H₂O

电解  .

2NaOH+H₂↑+Cl₂↑，所以溶液中氢离子浓度逐渐减小，pH值逐渐变大，且溶液保持澄清，
故答案为：NaCl；2NaCl+2H₂O

电解  .

2NaOH+H₂↑+Cl₂↑．

点评：本题考查了原电池和电解池原理，明确各个电极上发生的反应是解本题关键，再结合转移电子守恒来分析解答，难点是（I）（4），阴极上不仅铜离子放电，氢离子也放电，为易错点．