题目内容

将质量相等的铜片和铂片插入硫酸铜溶液中,铜片与电源正极相连,铂片与电源负极相连,以电流强度1A通电10min,然后将电源反接,以电流`强度为2A继续通电10min。试回答:
(1)铜电极和铂电极质量为横坐标,时间为纵坐标,分别作出铜电极、铂电极的质量和时间的关系图。
(2)上述过程中发生的现象是:铜电极                             
铂电极                               
(3)最后时刻两电极的电极反应式:
铜电极                                 
铂电极                                
(1)
m(Cu)/g                     m(Pt)/g
10 15 20   t/min           10 15 20    t/min
(2)由上述分析可知:铜片先变薄,后增厚;铂片先有铜沉积,后铜溶解,铜溶解完,又有气体产生。
(3)铜电极:Cu2++2e=Cu;铂电极:4OH-—4e=O2↑+2H2O。
作图题是近年来出现的一种新题型,这类题提供一些化学变化过程和必要的数据等条件,要求学生按照题中规定作出相关化学图像。由于学生必须根据题中制定的情景或数据,将化学知识按内在联系统摄成规律,并将其抽象为数学问题,利用数学工具解决化学问题,所以这类题对考生的深层次思维能力的考查还是很有成效的。本题将电解原理和化学图像相结合,对学生的化学知识的考查更加深入。
开始10min,阳极反应为:Cu-2e=Cu2+,阴极为:Cu2++2e=Cu。所以铜片质量减少,铂片质量增加,铜片上所溶解的铜与铂片上析出的铜的质量相等。后10min,电源反接,表面附有铜的铂片成为阳极,铜片成为阴极。又由于电流强度为开始的2倍,附着在铂片上的铜在5min时即完全溶解,后5min,阳极的电极反应式为:4OH-—4e=O2↑+H2O,此时阳极铂片质量不发生变化。作为阴极的铜片在5min即恢复到开始时的质量,后5min质量继续增加。
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