Question

16．圖中的A為氫氣堿性燃料電池，B為滲透飽和氯化鈉溶液和酚酞試液的濾紙，C為電解池，接通電路后，發(fā)現(xiàn)B上的d點(diǎn)顯紅色．請(qǐng)?zhí)羁眨?br />（1）電源A中a點(diǎn)為負(fù)極，寫出a極上的電極反應(yīng)式H₂+2OH^--2e^-=2H₂O；氫氣從A中a點(diǎn)通入（填a、b）．
（2）B中d極上發(fā)生的電極反應(yīng)式為2H⁺+2e^-=H₂↑．B上的d點(diǎn)顯紅色的原因：水電離產(chǎn)生的氫離子在d極上得電子生成氫氣，氫離子濃度減小，氫氧根離子濃度增大，溶液顯堿性，遇酚酞變紅色．
（3）欲在電解池C中實(shí)現(xiàn)粗銅精煉，接通K點(diǎn)，使c、d兩點(diǎn)短路，則電極e用純銅材料，電極f用粗銅材料，f上發(fā)生的反應(yīng)為Cu-2e^-═Cu²⁺．
（4）若e、f為惰性電極，C中電解液為720ml的0.001mol/L的稀硫酸溶液，通電一段時(shí)間后稀硫酸的濃度變?yōu)?.002mol/L，電路中通過的電子數(shù)為40N_A，此時(shí)，溶液的PH是2.4．

Answer 1

分析 A為氫氣堿性燃料電池，B為浸透飽和氯化鈉溶液和酚酞試液的濾紙，C為電解池，接通電路后，發(fā)現(xiàn)B上的d點(diǎn)顯紅色，說明d點(diǎn)有氫氧根離子生成，根據(jù)離子的放電順序知，該極上氫離子得電子放電，所以d是陰極，c為陽極，氯離子放電生成氯氣，則外電源b是正極，a是負(fù)極，欲在電解池C中實(shí)現(xiàn)粗銅精煉，接通K后，使c、d兩點(diǎn)短路，e是電解池陰極，f是陽極，粗銅精煉時(shí)，粗銅作陽極，純銅作陰極，據(jù)此分析解答．

解答 解：（1）B外接電源，所以是電解氯化鈉溶液的電解池，接通電路后，發(fā)現(xiàn)B上的d點(diǎn)顯紅色，說明d點(diǎn)有氫氧根離子生成，根據(jù)離子的放電順序知，該極上氫離子得電子放電，所以d是陰極，外電源b是正極，a是負(fù)極，電極反應(yīng)式為：H₂+2OH^--2e^-=2H₂O，所以氫氣從A中a點(diǎn)通入；故答案為：負(fù)；H₂+2OH^--2e^-=2H₂O；a；
（2）B上的d點(diǎn)顯紅色，說明d點(diǎn)水電離產(chǎn)生的氫離子在d極上得電子生成氫氣，氫離子濃度減小，氫氧根離子濃度增大，溶液顯堿性，遇酚酞變紅色，電極反應(yīng)式為2H⁺+2e^-=H₂↑，故答案為：2H⁺+2e^-=H₂↑；水電離產(chǎn)生的氫離子在d極上得電子生成氫氣，氫離子濃度減小，氫氧根離子濃度增大，溶液顯堿性，遇酚酞變紅色；
（3）欲在電解池C中實(shí)現(xiàn)粗銅精煉，接通K后，使c、d兩點(diǎn)短路，e是電解池陰極，f是陽極，粗銅精煉時(shí)，粗銅作陽極，精銅作陰極，所以電極e用純銅材料，電極f用粗銅材料，f上發(fā)生的反應(yīng)為Cu-2e^-═Cu²⁺；
電鍍液的選取：用含有鍍層金屬離子的溶液作電鍍液，所以可選CuSO₄、Cu（NO₃）₂溶液作電鍍液．
故答案為：純銅；粗銅；Cu-2e^-═Cu²⁺；
（4）若e、f為惰性電極，C中電解液為720ml的0.001mol/L的稀硫酸溶液，電解原理則是電解水，通電一段時(shí)間后稀硫酸的濃度變?yōu)?.002mol/L，則說明電解消耗了360ml即$\frac{360}{18}$mol=20mol的水，所以電路中通過的電子數(shù)為20mol×2=40mol即40N_A，此時(shí)溶液的PH=-lgc（H⁺）=-lg（0.72×0.001×2）=-lg（1.44×10^-3）=2.4，故答案為：40N_A；2.4．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了燃料電池與電解池原理，判斷電極是關(guān)鍵，離子掌握溶液中離子的放電順序及電極反應(yīng)方程式書寫，難度中等，