Question

如图所示，U形管内盛有100mL的溶液，按要求回答下列问题：
（1）打开K₂，合并K₁，若所盛溶液为CuSO₄溶液：则A为

 

极，A极的电极反应式为

 

．若所盛溶液为KCl溶液：则B极的电极反应式为

 

（2）打开K₁，合并K₂，若所盛溶液为滴有酚酞的NaCl溶液，则A电极附近可观察到的现象是

 

，Na⁺移向

 

极（填A、B）；B电极上的电极反应式为

 

，总反应化学方程式是

 

．
（3）如果要用电解的方法精炼粗铜，打开K₁，合并K₂，电解液选用CuSO₄溶液，则A电极的材料应换成是

 

 （填“精铜”或“纯铜”），电极反应式是

 

，反应一段时间后电解质溶液中Cu²⁺的浓度将会

 

（填“增大”、“减小”、“不变”）．

Answer 1

考点：金属的化学性质,溶液的导电性及其原理分析,书写化学方程式、文字表达式、电离方程式

专题：金属与金属材料

分析：（1）根据所盛溶液为CuSO₄溶液，打开K₂，合并K₁，该装置是原电池，较活泼的金属作负极，负极上发生氧化反应，较不活泼的金属或导电的非金属作正极，正极上发生氧化反应，所盛溶液为KCl溶液，则B极上氧气得到电子发生还原反应进行分析；
（2）根据打开K₁，合并K₂，该装置是原电池，阳极上失去电子发生氧化反应，阴极上得到电子发生还原反应进行分析；
（3）根据用电解的方法精炼粗铜，粗铜作阳极，精铜作阴极，阳极上发生氧化反应，阴极上发生还原反应进行分析．

解答： 解：（1）若所盛溶液为CuSO₄溶液，打开K₂，合并K₁，该装置是原电池，锌作负极，碳作正极，负极上锌失去电子发生氧化反应，电极反应式为：Zn-2e^-=Zn²⁺，若所盛溶液为KCl溶液，则B极上氧气得到电子发生还原反应，电极反应式为：O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-；
（2）打开K₁，合并K₂，若所盛溶液为滴有酚酞的NaCl溶液，该装置是原电池，碳作阳极，锌作阴极，A电极上氢离子放电生成氢气，同时溶液中生成氢氧化钠，溶液显碱性，酚酞遇碱变红色，所以A电极附近可观察到的现象是：产生无色气泡，电极附近溶液变红色，阳离子向阴极移动，所以Na⁺移向A极，B极上氯离子放电生成氯气，所以B电极上的电极反应式为：2Cl^--2e^-=Cl₂，总反应化学方程式是：2NaCl+2H₂O

通电  .

2NaOH+H₂↑+Cl₂↑；
（3）用电解的方法精炼粗铜，粗铜作阳极，精铜作阴极，阳极上发生氧化反应，阴极上发生还原反应，所以A电极的材料应换成是纯铜，电极反应式是Cu²⁺+2e^-=Cu，阳极上不仅铜，还有其他金属失去电子进入溶液，阴极上只有铜离子得到电子，所以反应一段时间后电解质溶液中Cu²⁺的浓度将会减小．
故答案为：（1）负极，Zn-2e^-=Zn²⁺，O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-；
（2）产生无色气泡，电极附近溶液变红色；A；2Cl^--2e^-=Cl₂；2NaCl+2H₂O

通电  .

2NaOH+H₂↑+Cl₂↑；
（3）纯铜，Cu²⁺+2e^-=Cu，减小．

点评：本题主要考查了原电池和电解池原理，明确正负极的判断及离子的放电顺序是解本题的关键，难点是电极反应式的书写，题目难度适中．