Question

請按要求回答下列問題．
（1）根據(jù)圖回答①②：
①打開K₂，閉合K₁．A極電極反應式為

 

，B極的現(xiàn)象

 

．
②打開K₁，閉合K₂．B極可觀察到的現(xiàn)象是

 

，B極電極反應式

 

．
裝置發(fā)生的總反應化學方程式

 

．實驗完成后，鋅電極增重a g，則陽極產(chǎn)生標準狀況下的氣體體積

 

L
（2）改變兩電極的電極材料，利用該裝置要實現(xiàn)反應Cu+H₂SO₄═CuSO₄+H₂↑發(fā)生，應打開

 

閉合

 

其電解質(zhì)溶液需用

 

，B電極材料是用

 

，A電極反應式為

 

．

Answer 1

考點：原電池和電解池的工作原理

專題：電化學專題

分析：（1）①若斷開K₂，閉合K₁，形成原電池反應，Zn為負極，被氧化，Cu為正極，發(fā)生還原反應生成銅；
②若斷開K₁，閉合K₂，為電解池，C為陽極，Zn為陰極，該極上析出金屬銅，根據(jù)電極反應書寫總反應，根據(jù)電子守恒進行計算；
（2）要實現(xiàn)反應Cu+H₂SO₄═CuSO₄+H₂↑發(fā)生，則金屬銅是陽極，硫酸是電解質(zhì)，陰極材料是比銅活潑性差的金屬或非金屬，據(jù)此回答．

解答： 解：（1）①若斷開K₂，閉合K₁，形成原電池反應，Zn為負極，被氧化而鋅不斷溶解，Zn-2e^-=Zn²⁺，Cu為正極，發(fā)生還原反應生成銅，電極方程式為Cu²⁺+2e^-═Cu，有紅色物質(zhì)析出，
故答案為：Zn-2e^-=Zn²⁺，有紅色物質(zhì)析出；
②若斷開K₁，閉合K₂，為電解池，C為陽極，發(fā)生電極反應：4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑，Zn為陰極，該極上析出金屬銅，發(fā)生Cu²⁺+2e^-═Cu，總反應是：電解2CuSO₄+2H₂O

通電  .

2Cu+O₂↑+2H₂SO₄，Zn為陰極發(fā)生Cu²⁺+2e^-═Cu，鋅電極增重ag即

a

64

molCu生成，轉(zhuǎn)移電子是

a

32

mol，陽極發(fā)生電極反應：4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑，生成的氧氣體積是：

a

32

×

1

4

×22.4L/mol=0.175aL，
故答案為：產(chǎn)生無色無味的氣體，4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑；2CuSO₄+2H₂O

通電  .

2Cu+O₂↑+2H₂SO₄；0.175aL
（2）要實現(xiàn)反應Cu+H₂SO₄═CuSO₄+H₂↑發(fā)生，則金屬銅失電子，是陽極，陰極上是氫離子得電子的還原反應，即2H⁺+2e^-=H₂↑，硫酸是電解質(zhì)，陰極材料是比銅活潑性差的金屬或非金屬，此時要形成電解池，應打開K₁閉合K₂，故答案為：應打開K₁閉合K₂；H₂SO₄；Cu；2H⁺+2e^-=H₂↑．

點評：本題考查了原電池和電解池原理，知道原電池和電解池區(qū)別，知道各個電極上發(fā)生的電極反應，再結(jié)合各個物理量之間的關(guān)系式計算，題目難度不大．