Question

【题目】电解原理和原电池原理是电化学的两个重要内容，某兴趣小组做如下探究实验：

（1）如图 1 为某实验小组依据氧化还原反应设计的原电池装置，该反应的离子方程式为 ________________。

（2）如图 2，其他条件不变，将盐桥换成弯曲的铜导线与石墨相连成 n 形后，如果电流计指针也能偏转，则乙装置中石墨(1)为 __________________________极， 乙装置中石墨(2)电极上发生的反应式为 ___________________________。

（3）在图2乙装置中改为加入 400 mL CuSO4 溶液，一段时间后，若电极质量增重1.28g，则此时溶液的pH 为 ____________________________。

（4）以 H2、O2、熔融盐 Na2CO3 组成燃料电池，采用电解法制备 Fe（OH）2，装置如图3所示。

①石墨Ⅱ电极上的电极反应式为 __________________________。

②通电一段时间后，右侧玻璃管中产生大量的白色沉淀，且较长时间不变色．则下列说法中正确的是_。

a．X、Y 两端都必须用铁作电极

b．可以用 NaOH 溶液作为电解液

c．阴极发生的反应是：2H2O+2e﹣═H2↑+2OH﹣

d．Y 端是电解池的阴极

Answer 1

【答案】Fe+Cu2+=Fe2++Cu 阴 2Cl-—2e-= Cl2↑ 1 O2+2CO2+4e-= 2CO32- B、C

【解析】

（1）图1为双液原电池，其中Fe为负极，Fe-2e-= Fe2+，石墨为正极，电解质溶液中的Cu2+得到电子生成Cu附着在石墨表面，电极反应为Cu2++2e-=Cu；

（2）将盐桥换成弯曲的铜导线与石墨相连成 n 形后，甲侧为原电池，乙侧为电解池，原电池中，铁做负极，失电子，电极反应为：Fe-2e-= Fe2+，铜作正极， O2+2H2O+4e-= 4OH-，电解池中，石墨2为阳极，2Cl--2e-=Cl2↑，石墨1为阴极，Cu2++2e-=Cu；

（3）图2中乙装置为电解池，电极反应为：Cu2++2e-=Cu，当电极质量增重1.28g即0.02mol时，转移电子0.04mol，结合总反应2CuSO4+2H2O2Cu+2H2SO4+O2进行计算；

（4）①根据装置可知，石墨电极I通入H2发生氧化反应，作负极；

②石墨电极I通入H2发生氧化反应，作负极，石墨电极II通入氧气，发生还原反应为正极，电解时，X为阴极，Y为阳极，铁作阳极失电子生成Fe2+，X电极H+得电子生成H2，OH-浓度增大，与Fe2+结合生成氢氧化亚铁沉淀，据此分析解答。

（1）该装置为双液原电池，其中Fe为负极，Fe-2e-= Fe2+，石墨为正极，电解质溶液中的Cu2+得到电子生成Cu附着在石墨表面，电极反应为Cu2++2e-=Cu，该氧化还原反应为：Fe+Cu2+=Fe2++Cu；

（2）将盐桥换成弯曲的铜导线与石墨相连成 n 形后，甲侧为原电池，乙侧为电解池，原电池中，铁做负极，铜作正极，电解池中，石墨2与电源正极相连，为阳极，2Cl--2e-=Cl2↑，石墨1与电源负极相连，为阴极；

（3）电极质量增重1.28g即0.02mol时，转移电子0.04mol，生成H+0.04mol，c(H+)==0.1mol/L，pH=1；

（4）（4）①根据装置可知，石墨电极I通入H2发生氧化反应，作负极，电解反应为：O2+2CO2+4e-= 2CO32-；

② A.X、Y两端，阳极Y是铁电极，X不一定用铁作电极，石墨作电极也可以，A项错误；

B.电解过程是阴极上H+放电得到溶液中的OH-，与Fe2+结合生成氢氧化亚铁，因此可以用NaOH 溶液作为电解液，B项正确；

C.阴极发生的是同业中的H+得电子生成H2的反应，电极反应为：2H2O+2e﹣═H2↑+2OH﹣，C项正确；

D. 电解时，X为阴极，Y为阳极，D项错误；

答案选BC。