Question

【題目】如圖所示，U形管內(nèi)盛有100mL的溶液，按要求回答下列問題：

（1）斷開K2，閉合K1，若所盛溶液為CuSO4溶液，則A極為________極，B極的電極反應式為_________________________________________。若所盛溶液為KCl溶液，則B極的電極反應式為__________________________________。

（2）斷開K1，閉合K2，若所盛溶液為滴有酚酞的NaCl溶液，則：

①A電極附近可以觀察到的現(xiàn)象是________，Na＋移向________(填“A”或“B”)極。

②B電極上的電極反應式為______________________________________，總反應的化學方程式是_________________________________________。

③反應一段時間后斷開K2，若忽略溶液的體積變化和氣體的溶解，B極產(chǎn)生氣體的體積(標準狀況)為11.2mL，將溶液充分混合，溶液的pH約為________。若要使電解質溶液恢復到原狀態(tài)，需向U形管內(nèi)加入或通入一定量的________。

Answer 1

【答案】負 Cu2＋＋2e－=Cu O2＋2H2O＋4e－=4OH－ 溶液變紅 A 2Cl－－2e－=Cl2↑ 2NaCl＋2H2O2NaOH＋Cl2↑＋H2↑ 12 HCl

【解析】

(1)若所盛溶液為CuSO4溶液，打開K2，合并K1，該裝置是原電池，較活潑的金屬作負極，負極上發(fā)生氧化反應，較不活潑的金屬或導電的非金屬作正極，正極上發(fā)生還原反應；若所盛溶液為KCl溶液：則B極上氧氣得電子發(fā)生還原反應；

(2)該裝置是電解池，陽極上失電子發(fā)生氧化反應，陰極上得電子發(fā)生還原反應；根據(jù)電極方程計算氫氧根離子的濃度，再計算pH。

(1)若所盛溶液為CuSO4溶液，斷開K2，閉合K1時，該裝置是原電池，鋅作負極，碳作正極，正極上銅離子得電子生成銅，發(fā)生氧化反應，電極反應式為Cu2＋＋2e－=Cu；所盛溶液為KCl溶液時發(fā)生吸氧腐蝕，正極(B極)的電極反應式為O2＋2H2O＋4e－=4OH－；

(2)斷開K1，閉合K2，若所盛溶液為滴有酚酞的NaCl溶液，

①該裝置是電解池，碳棒是陽極，鋅棒是陰極，電解時，鋅棒上氫離子放電生成氫氣，同時電極附近生成的氫氧根離子導致溶液呈堿性，加入酚酞溶液后變紅；溶液中的Na＋向陰極移動，即向A電極移動；

②電解時，陽極B上氯離子放電生成氯氣：2Cl－－2e－=Cl2↑，陰極上氫離子放電生成氫氣，同時溶液中生成氫氧化鈉，所以電池總反應式為2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑；

③由②可知，B極產(chǎn)生(標準狀況)11.2mL Cl2，生成0.001mol NaOH，故c(OH－)=0.01mol/L，c(H＋)=mol/L=10-12mol/L，故pH=12。兩極逸出的氣體分別是H2和Cl2，故要使電解質溶液恢復到原狀態(tài)，需向U形管內(nèi)通入一定量的HCl氣體。