Question

电化学是研究电和化学反应相互关系的科学．电池、电解都存在我们熟知的电化学反应．
（1）如图1是一种常见的一次锌锰酸性干电池．干电池工作时，负极上的电极反应式是：

 

，
MnO₂的作用是除去正极上的气体产物，本身生成Mn₂O₃，该反应的化学方程式是：

 

．
（2）以碳棒为电极电解氯化铜溶液时发现阴极碳棒上除了有红色物质析出外，还有少量白色物质析出．
已知铜的化合物的颜色、性质如下：

物质	颜色、性质		物质	颜色、性质
氢氧化铜Cu（OH）2	蓝色固体不溶于水		硫酸铜（CuSO4）	溶液呈蓝色
氧化亚铜（Cu2O）	红色固体不溶于水		氯化铜（CuCl2）	溶液绿色，稀溶液蓝色
氯化亚铜（CuCl）	白色固体不溶于水		碱式氯化铜	绿色固体不溶于水

取电解CuCl₂溶液后的阴极碳棒附着物，洗涤、干燥，连接如图2装置进行实验，验证阴极产物．

实验结束后，碳棒上的白色物质变为红色，无水硫酸铜不变色．
①碳棒上的红色物质有无Cu₂O？

 

（填“有”或“无”），请简要说明的理由：

 

．
②在c装置后将气体通入硝酸银溶液中，出现白色沉淀，说明根据表中性质推测的阴极碳棒上的少量白色物质一定存在．试写出上述装置b中发生反应的化学方程式：

 

．
③由以上实验分析可知：电解CuCl₂溶液的阴极上发生的电极反应式为：Cu²⁺+2e^-=Cu和

 

．

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：（1）干电池工作时，负极上Zn失去电子，正极上生成氢气，则MnO₂的作用是除去正极上的气体产物，本身生成Mn₂O₃，反应还生成水；
（2）取电解CuCl₂溶液后的阴极碳棒附着物，利用图2装置进行实验验证阴极产物，实验结束后，碳棒上的白色物质变为红色，无水硫酸铜不变色，则红色物质为Cu，无水硫酸铜不变蓝，则没有水生成，即阴极碳棒附着物中不含氧元素，结合阴极铜离子得到电子及阳极氯离子失去电子来解答．

解答： 解：（1）干电池工作时，负极上Zn失去电子，电极反应为Zn-2e^-═Zn²⁺；正极上生成氢气，则MnO₂的作用是除去正极上的气体产物，本身生成Mn₂O₃，反应还生成水，该反应为2MnO₂+H₂═Mn₂O₃+H₂O，
故答案为：Zn-2e^-═Zn²⁺；2MnO₂+H₂═Mn₂O₃+H₂O；
（2）①因实验结束后，碳棒上的白色物质变为红色，无水硫酸铜不变色，则阴极产物不含氧元素，由表格中物质的颜色可知，无Cu₂O，
故答案为：无；无水硫酸铜不变色说明没有氧元素；
②c装置后将气体通入硝酸银溶液中，出现白色沉淀，则气体中含Cl元素，电解得到的阴极产物中白色物质为CuCl，装置b中发生反应的化学方程式为2CuCl+H₂

△   .

2Cu+2HCl，故答案为：2CuCl+H₂

△   .

2Cu+2HCl；
③由上述分析可知，电解CuCl₂溶液时，阴极上发生的反应为铜失去电子生成铜离子（Cu²⁺+2e^-=Cu），且铜失去电子生成氯化亚铜：Cu-e^-+Cl^-=CuCl，
故答案为：Cu-e^-+Cl^-=CuCl．

点评：本题考查原电池和电解池的工作原理，为高频考点，把握发生的电极反应为解答的关键，侧重分析与应用能力的考查，（2）中白色固体的推断为解答的难点，题目难度不大．