Question

18．如图装置闭合电键K时，电流计A的指针将发生偏转．试回答：

（1）若用此装置在铁制品上镀铜，在丙装置中，电极d应换成铁制品．
（2）若丙池中的电解液为NaCl溶液，则电解时的离子方程式是2Cl^-+2H₂O$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$2OH^-+H₂↑+Cl₂↑；
（3）若丙池中的电解液为CuSO₄溶液，则阳极的电极反应式为4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑，电解时的化学反应方程式为2CuSO₄+2H₂O$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$2Cu+O₂↑+2H₂SO₄．
（4）若丙池中的电解液为500毫升1mol/L含CuSO₄的NaCl溶液，当两极都生成11.2L（标况下）气体时，则丙池中CuSO₄溶液的物质的量浓度是0.5mol/L．（忽略反应过程当中的体积变化）

Answer 1

分析 （1）甲和乙形成原电池，所以丙属于电解池；甲中a失电子为负极；丙中c电极连接原电池的正极属于阳极；
（2）丙池中是电解NaCl溶液生产氢气，氯气和氢氧化钠；
（3）电解硫酸铜溶液时，阳极上氢氧根离子放电生成氧气，阴极上铜离子放电生成Cu；
（4）用C电极电解500mL含CuSO₄和NaCl混合溶液，溶液中阳离子放电顺序Cu²⁺＞H⁺，阳极电极反应为溶液中阴离子氯离子失电子生成氯气：2Cl^--2e^-=Cl₂↑，氢氧根离子放电生成氧气4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑，阴极电极反应为：Cu²⁺+2e^-=Cu、2H⁺+2e^-=H₂↑，依据两极生成气体物质的量结合电解过程中电子守恒计算便可求解．

解答 解：（1）甲和乙形成原电池，所以丙属于电解池；甲中a失电子为负极；丙中c电极连接原电池的正极属于阳极，用此装置在铁制品上镀铜，d应为镀件铁制品，故答案为：铁制品；
（2）丙池中是电解NaCl溶液生产氢气，氯气和氢氧化钠，其电解方程式：2Cl^-+2H₂O$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$2OH^-+H₂↑+Cl₂↑；
故答案为：2Cl^-+2H₂O$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$2OH^-+H₂↑+Cl₂↑；
（3）用惰性电解电解硫酸铜溶液时，阳极上氢氧根离子放电生成氧气，电极反应式为4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑，阴极上铜离子放电生成铜，电池反应式为2CuSO₄+2H₂O$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$2Cu+O₂↑+2H₂SO₄，故答案为：4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑；2CuSO₄+2H₂O$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$2Cu+O₂↑+2H₂SO₄；
（4）已知n（H₂）=n（Cl₂）+n（O₂）=0.5mol，500毫升1mol/L含CuSO₄的NaCl溶液中含n（Cl^-）=0.5mol，生成氯气0.25mol，转移电子0.5mol，则生成氧气0.25mol，转移电子1.0mol，阳极上共失电子1.5mol，则阴极上得电子1.5mol，生成0.5mol氢气需要电子1.0mol，则Cu²⁺+2e^-=Cu转移电子为0.5mol，有铜离子0.25mol，$\frac{0.25mol}{0.5L}$=0.5mol/L，故答案为：0.5mol/L．

点评 该题综合考查原电池和电解池知识，是高考中的常见题型和重要的考点之一，属于中等难度的试题．试题综合性强，难易适中，贴近高考，有利于培养学生分析问题、解决问题的能力，也有助于培养学生的逻辑思维能力和发散思维能力，提高学生学习效率．