Question

2．按照如图所示接通线路，反应一段时间后，回答下列问题（假设所提供的电能可以保证电解反应的顺利进行）：

（1）U形管内发生什么现象？左侧管内有黄绿色气体逸出，右侧管内有无色气体逸出，右侧溶液由无色变为红色．
（2）在a、b两烧杯中发生的现象：a烧杯中溶液变蓝，b烧杯中有无色气体逸出，溶液无明显变化．
（3）写出A烧杯中的电极反应式：Zn：Zn-2e^-═Zn⁺Pt：2H⁺+2e^-═H₂↑，
写出U形管中：
c电极为阳极，电极反应式：2Cl^--2e^-═Cl₂↑
d电极为阴极，电极反应式：2H⁺+2e^-═H₂↑
总反应方程式：2KCl+2H₂O$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$H₂↑+Cl₂↑+2KOH．
（4）如果小烧杯中有0.508g碘析出，则大烧杯中负极减轻0.13g．

Answer 1

分析 A装置能自发的进行氧化还原反应，则为原电池，Zn易失电子作负极、Pt作正极，B为电解池，左边c为阳极，阳极上电极反应式为2Cl^--2e^-=Cl₂↑、阴极反应式为2H₂O+2e^-=H₂↑+2OH^-，a中发生反应2KI+Cl₂═2KCl+I₂，碘遇淀粉试液变蓝色，b中有无色气体生成，淀粉碘化钾溶液不变色，据此分析解答．

解答 解：（1）A装置能自发的进行氧化还原反应，则为原电池，Zn易失电子作负极、Pt作正极，B为电解池，左边C为阳极，阳极上电极反应式为2Cl^--2e^-=Cl₂↑、阴极反应式为2H₂O+2e^-=H₂↑+2OH^-，阳极上氯离子放电生成黄绿色气体，阴极上生成无色氢气且溶液呈碱性，碱遇酚酞试液变红色，所以U型管中看到的现象是：左侧管内有黄绿色气体逸出，右侧管内有无色气体逸出，右侧溶液由无色变为红色，
故答案为：左侧管内有黄绿色气体逸出，右侧管内有无色气体逸出，右侧溶液由无色变为红色；
（2）a中碘遇淀粉试液变蓝色，所以a中溶液变蓝，b中有无色气体生成，碘离子不能被氧化生成碘，所以溶液不变色，故答案为：a烧杯中溶液变蓝，b烧杯中有无色气体逸出，溶液无明显变化；
（3）A中发生的反应实质上相当于锌和稀硫酸的反应，反应方程式为Zn+H₂SO₄═ZnSO₄+H₂↑，Zn是负极，电极反应为：Zn-2e^-═Zn⁺，Pt电极是正极，发生还原反应：2H⁺+2e^-═H₂↑，B中阳极c电极上氯离子放电生成氯气2Cl^--2e^-═Cl₂↑、阴极d电极上氢离子放电，2H⁺+2e^-═H₂↑，同时阴极附近生成KOH，反应方程式为2KCl+2H₂O$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$H₂↑+Cl₂↑+2KOH，
故答案为：Zn-2e^-═Zn⁺；2H⁺+2e^-═H₂↑；阳；2Cl^--2e^-═Cl₂↑；阴；2H⁺+2e^-═H₂↑；2KCl+2H₂O$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$H₂↑+Cl₂↑+2KOH；
（4）如果小烧杯中有0.508g碘析出，析出碘的物质的量=$\frac{0.508g}{254g/mol}$=0.002mol，转移电子的物质的量=2×0.002mol=0.004mol，串联电路中转移电子相等，所以消耗Zn的质量=$\frac{0.004mol}{2}$×65g/molg=0.13g，
故答案为：0.13．

点评 本题考查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，同时考查学生分析问题、解答问题能力，知道常见物质的性质，注意串联电路中转移电子相等，题目难度不大．