题目内容

5.如图所示,用导线将AB两个装置连接起来,ab都为石墨棒,回答:
①A烧杯中看到的现象为负极锌不断溶解,正极铜表面有气泡产生;
②B烧杯中看到的现象为a棒处有黄绿色的气体产生,b棒上有红色的铜析出;
③A中Zn被称为负极,Cu被称为正极,A装置叫原电池,B中a被称为阳极,b被称为阴极,B装置叫电解池;
④一段时间后Zn棒、Cu棒、a棒、b棒上反应或生成的物质的物质的量之比?
⑤若B中装有100mL 2mol/L的CuCl2溶液,反应一段时间后,A装置中Zn棒质量减少3.25g,此时B中Cl-的浓度为?(假设反应中溶液体积不变)

分析 ①A装置为原电池,Zn比Cu活泼作负极,锌溶解发生氧化反应,Cu作正极Cu上氢离子得电子生成氢气发生还原反应;
②B装置ab都为石墨棒即为电解池,与Cu相连的a为阳极氯离子失电子放出氯气,与Zn相连的b为阴极铜离子得电子发生还原反应;
③根据分析①②解答;
④根据每一个电极上的得失电子数目相等判断;
⑤根据溶解的锌的质量结合转移电子相等计算.

解答 解:①A装置为原电池,Zn比Cu活泼作负极,锌溶解发生氧化反应,Cu作正极Cu上氢离子得电子生成氢气发生还原反应,所以A烧杯中看到的现象为负极锌不断溶解,正极铜表面有气泡产生,故答案为:负极锌不断溶解,正极铜表面有气泡产生;
②B装置ab都为石墨棒即为电解池,与Cu相连的a为阳极氯离子失电子放出氯气,与Zn相连的b为阴极铜离子得电子发生还原反应,所以B烧杯中看到的现象为a棒处有黄绿色的气体产生,b棒上有红色的铜析出,故答案为:a棒处有黄绿色的气体产生,b棒上有红色的铜析出;
③A装置为原电池,Zn比Cu活泼作负极,Cu作正极;B装置ab都为石墨棒即为电解池,与Cu相连的a为阳极,与Zn相连的b为阴极,故答案为:负;正;原电池;阳;阴;电解池;
④因为锌电极锌失电子溶解反应式Zn-2e-=Zn2+;Cu上氢离子得电子生成氢气反应式2H++2e-=H2↑;a为阳极氯离子失电子放出氯气反应式为2Cl--2e-=C12↑;b为阴极铜离子得电子生成铜反应式为Cu2++2e-=Cu;又每一个电极上的得失电子数目相等,所以Zn棒、Cu棒、a棒、b棒上反应或生成的物质的物质的量之比为1:1:1:1,答:一段时间后Zn棒、Cu棒、a棒、b棒上反应或生成的物质的物质的量之比为1:1:1:1;
⑤A装置中Zn棒质量减少3.25g,反应式Zn-2e-=Zn2+,即转移的电子为$\frac{3.25}{65}$×2=0.1mol,又阳极上的电极反应为:2Cl--2e-=Cl2↑,所以消耗的n(Cl-)=0.1mol,则此时B中Cl-的浓度为$\frac{2×0.1×2-0.1}{0.1}$=3mol/L;
答:此时B中Cl-的浓度为3mol/L.

点评 本题考查了原电池原理和电解池原理的应用,明确有关原理及电极反应是解答本题的关键,题目难度不大,注重基础知识的考查.

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