Question

（10分）某同学用碳棒、纯铜片、直流电源和稀硫酸为原材料，实现了在通常条件下不能发生的反应：Cu + H₂SO₄(稀) ＝ CuSO₄ + H₂↑
（1）请在右边方框中画出能够实现这一反应的装置图。

（2）在设计实验实际操作时，由于装置连接不当，他看到了完全不同的实验现象：碳棒和铜片上均有无色气泡产生，溶液并未变为蓝色。请你分析其原因        ①         。
假设按照该方案进行实验，且收集到碳棒上产生气体体积为11. 2L（标准状况下）。则该过程中铜片上发生的反应式为     ②   。此时要使溶液恢复到实验前的状态，需加入    ③     （写出该物质的化学式），其质量为     ④    。

Answer 1

（1）    
（2）①两极与电源的正负极接反了   ②2H⁺+2e^－＝ H₂↑   ③H₂O   ④18g

试题分析：（1）根据方程式可知，Cu做阳极，石墨做阴极，H₂SO₄做电解质溶液，所以装置图为
（2）如果电极放反，则阳极为：4OH^- -4e^-=O₂↑+2H₂O，阴极为2H⁺+2e^-=H₂↑，所以看不到预期的现象。要想恢复到实验前的状态需要加入水，因为生成O₂ 11.2L，则需要水18g。
点评：电解中最关键的是准确判断出电极上离子的放电顺序。在判断电解产物时，首先判断阳极电极材料。如果是活性电极，则电极本身失去电子。如果是惰性电极，则溶液中的阴离子失去电子。而阴极是溶液中的阳离子得到电子，所以需要熟练记住常见离子的放电顺序。