Question

如图所示，U形管内盛有100mL的溶液，按要求回答下列问题：

（1）打开K₂ ，合并K₁，若所盛溶液为CuSO₄溶液：则A为    极， A极的电极反应式为           。若所盛溶液为KCl溶液：则B极的电极反应式为       
（2）打开K₁，合并K₂，若所盛溶液为滴有酚酞的NaCl溶液，则：
①A电极附近可观察到的现象是                 ，Na⁺移向       极（填A、B）
②B电极上的电极反应式为              ，
总反应化学方程式是                   。
③反应一段时间后打开K₂,若忽略溶液的体积变化和气体的溶解，B极产生气体的体积（标准状况）为11.2mL，将溶液充分混合，溶液的pH约为          。若要使电解质溶液恢复到原状态，需向U形管内加入或通入一定量的            。[ pH=-lgc(H⁺) ]

Answer 1

（1）①负、Cu²⁺+2e^-=Cu；O₂+2H₂O+4e^-==4OH^-
（2）①该装置是电解池，碳棒是阳极，锌棒是阴极，电解时，锌棒上氢离子放电生成氢气，同时电极附近生成氢氧根离子导致溶液呈碱性，加入酚酞后溶液变红；故答案为：产生无色气泡，电极附近溶液变红；②A；
②电解时，阳极上氯离子放电生成氯气，阴极上氢离子放电生成氢气，同时溶液中生成氢氧化钠，所以电池反应式为2NaCl+2H₂O2NaOH+H₂↑+Cl₂↑；
③12；HCl

解析试题分析：：（1）①该装置是原电池，锌作负极，碳作正极，正极上铜离子得电子生成铜发生氧化反应，电极反应式为Cu²⁺+2e^-=Cu；所盛溶液为KCl溶液，为吸氧腐蚀，正极B极的电极反应式O₂+2H₂O+4e^-==4OH^-；
（2）打开K₁，合并K₂，若所盛溶液为滴有酚酞的NaCl溶液，①该装置是电解池，碳棒是阳极，锌棒是阴极，电解时，锌棒上氢离子放电生成氢气，同时电极附近生成氢氧根离子导致溶液呈碱性，加入酚酞的溶液变红；溶液中的Na⁺向阴极移动，即向A电极移动；
②电解时，阳极B上氯离子放电生成氯气：2Cl^—2e^-==Cl₂↑，阴极上氢离子放电生成氢气，同时溶液中生成氢氧化钠，所以电池反应式为2NaCl+2H₂O2NaOH+H₂↑+Cl₂↑；
③由②可知，B极产生（标准状况）为11.2mLCl₂，生成0.001molNaOH。故c(OH^-)=0.01mol/L，c(H⁺)=K_w/c(OH^-)=10^-14/0.01mol/L=10^-12 mol/L，故pH=12。两极逸出的气体分别是H₂和Cl₂，故要使电解质溶液恢复到原状态，需向U形管内通入一定量的HCl气体。
考点：原电池和电解池的反应原理，有关溶液pH的计算。