Question

5．（1）用惰性电极电解CuSO₄溶液（如图1的装置），该过程中电解池电极反应式为，阳极：4OH^-=O₂↑+2H₂O+4e^-，阴极：2Cu²⁺+4e^-=2Cu．
（2）若电解池中装入足量溶液，当阴极增重3.2g时，停止通电，此时阳极产生气体的体积（标准状况）为0.56L（假设气体全部逸出）．
（3）欲使电解液恢复到起始状态，应向溶液中加入适量的C
A．CuSO₄B．H₂O    C．CuO      D．CuSO₄•5H₂O
（4）用Na₂CO₃熔融盐作电解质，CO、O₂为原料组成的新型电池的研究取得了重大突破．该电池示意图如图2：负极电极反应式为2CO-4e^-+2CO₃^2-=4CO₂，为了使该燃料电池长时间稳定运行，电池的电解质组成应保持稳定，电池工作时必须有部分A物质参加循环．A物质的化学式为CO₂．

Answer 1

分析 （1）用惰性电极电解硫酸铜溶液时，CuSO₄溶液存在的阴离子为：SO₄^2-、OH^-，OH^-离子的放电能力大于SO₄^2- 离子的放电能力，所以OH^-离子放电生成氧气；
溶液中存在的阳离子是Cu²⁺、H⁺，Cu²⁺离子的放电能力大于H⁺离子的放电能力，所以Cu²⁺离子放电生成Cu；
（2）根据析出铜的质量计算转移电子数，根据两极转移电子数相等计算产生氧气的体积；
（3）根据析出的物质向溶液中加入它们形成的化合物即可；
（4）燃料电池中，负极上燃料失电子发生氧化反应，正极上氧化剂得电子发生还原反应；将两个方程式相加即得一氧化碳燃烧方程式；根据电极反应分析即可．

解答 解：（1）用惰性电极电解硫酸铜溶液时，阳极上氢氧根离子放电，电极反应式为：4OH^-=O₂↑+2H₂O+4e^-；阴极上铜离子放电，电极反应式为：2Cu²⁺+4e^-=2Cu，
故答案为：4OH^-=O₂↑+2H₂O+4e^-；2Cu²⁺+4e^-=2Cu；
（2）阴极增重3.2g，应为铜的质量，n=$\frac{3.2g}{64g/mol}$=0.05 mol，
转移的电子为0.05mol×2=0.1mol，根据两电极转移的电子数目相等，则阳极转移的电子也为0.1mol，在阳极上生成氧气的物质的量为$\frac{0.1mol}{4}$=0.025mol，放出气体在标准状况下的体积为0.025mol×22.4L/mol=0.56L；
故答案为：0.56L；
（3）从溶液中析出的物质是氧气和铜，因为稀硫酸和氧气和铜都不反应，但和氧化铜反应，氧气和铜反应生成氧化铜，所以向溶液中加入氧化铜即可，
故答案为：C；
（4）该燃料电池的总反应为：2CO+O₂=2CO₂，通入氧气和CO₂的混合气体一极为原电池的正极，发生还原反应，电极反应式为：O₂+4e^-+2CO₂=2CO₃^2-，通入CO的一极为原电池的负极，发生氧化反应，电极反应式为：2CO-4e^-+2CO₃^2-=4CO₂，由电极反应可知电池工作时参加循环的物质为CO₂，
故答案为：2CO-4e^-+2CO₃^2-=4CO₂；CO₂．

点评 本题考查了电解原理，能正确判断溶液中离子的放电顺序从而确定析出的物质是解本题的关键，难度不大．