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__________________，反应前两电极质量相等，一段时间后，两电极质量相差15g，导线中通过__mol电子．

（2）如图1，其他条件不变，若将CuCl2溶液换为NH4Cl溶液，石墨电极的电极反应式为___________________________________，这是由于NH4Cl溶液显____性，用离子方程式表示溶液显此性的原因__________________________________________

（3）如图2，其他条件不变，若将盐桥换成弯铜导线与石墨相连成∩型，则乙装置中石墨电极(1)为__极，甲装置中铜电极上电极反应式为_____

（4）如图2乙装置中改为加入400mL 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__

Answer 1

【答案】 Fe＋Cu2+==Cu＋Fe2+ 0.25 2H+＋2e- == H2↑或 2NH4+＋2e-==H2↑＋2NH3 酸 NH4+＋H2ONH3·H2O＋H+ 阴 O2＋4e-＋2H2O==4OH- 1

【解析】试题分析：本题考查原电池原理和电解池原理，电化学的有关计算。

（1）Fe为负极，Fe极的电极反应式为Fe-2e-=Fe2+，石墨为正极，石墨极的电极反应式为Cu2++2e-=Cu，反应的离子方程式为Fe+Cu2+=Fe2++Cu。若反应前两电极质量相等，根据电子守恒，电路中每通过2mol电子，负极减少1molFe（56gFe），正极增加1molCu（64gCu），即电路中每通过2mol电子，两极质量相差56g+64g=120g，则两极质量相差15g时导线中通过的电子为2mol=0.25mol。

（2）若将CuCl2溶液换为NH4Cl溶液，石墨为正极，石墨电极的电极反应式为2H++2e-=H2↑（或2NH4++2e-=H2↑+2NH3）。NH4Cl属于强酸弱碱盐，由于NH4+的水解，NH4Cl溶液呈酸性，NH4+水解的离子方程式为NH4++H2ONH3·H2O+H+。

（3）其他条件不变，若将盐桥换成弯铜导线与石墨相连成∩型，此时甲装置为原电池，乙装置为电解池，由于Fe比Cu活泼，甲装置中Fe为负极，Cu为正极，则乙装置中的石墨（1）为阴极，石墨（2）为阳极。甲装置中溶液为NaCl溶液，溶液呈中性，甲为铁的吸氧腐蚀，Cu极的电极反应式为O2+4e-+2H2O=4OH-。

（4）如图2乙装置中改为加入400mL CuSO4溶液，装置乙中电解的离子方程式为2Cu2++2H2O2Cu+4H++O2↑，若电极质量增重1.28g即n（Cu）==0.02mol，则反应生成n（H+）=0.04mol，c（H+）==0.1mol/L，溶液的pH=-lgc（H+）=1。