Question

8．按如图所示装置进行实验，并回答下列问题：

（1）判断装置的名称：A池为原电池，B池为电解池．
（2）锌极为负极，电极反应式为Zn-2e^-═Zn²⁺；石墨棒C₁为阳极，电极反应式为2Cl^--2e^-=Cl₂↑；石墨棒C₂附近发生的实验现象为有无色气泡产生附近溶液变红色．
（3）写出C 装置中溶液颜色变红的电极反应式：O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-．
（4）当C₂极析出224mL气体（标准状况下）时，CuSO₄溶液的质量变化了0.01g．

Answer 1

分析 （1）A装置能自发的进行氧化还原反应，所以为原电池，B装置为电解池；
（2）原电池中锌作负极、Cu作正极，负极上电极反应式为Zn-2e^-=Zn²⁺，正极电极反应式为Cu²⁺+2e^-=Cu，石墨棒C₁为阳极，电极反应式为2Cl^--2e-=Cl₂↑，石墨棒C₂为阴极，电极反应式为2H⁺+2e-=H₂↑，根据溶液中氢离子浓度变化判断pH变化；
（3）C 装置为铁的吸氧腐蚀装置，则碳电极为氧气得电子发生还原反应生成氢氧根离子，遇酚酞变红；
（4）根据串联电路中转移电子相等进行计算．

解答 解：（1）A装置能自发的进行氧化还原反应，能将化学能转化为电能，所以为原电池，B装置有外接电源，属于电解池，故答案为：原电池；电解池；
（2）锌为负极，电极反应式Zn-2e^-═Zn²⁺，铜为正极，铜极上的电极反应式为Cu²⁺+2 e^-=Cu，石墨棒C₁为阳极，电极反应式为2Cl^--2e^-=Cl₂↑，石墨棒C₂为阴极，电极反应式为2H⁺+2e^-=H₂↑，石墨棒C₂附近还生成氢氧根离子，导致溶液碱性增强，则溶液的pH增大，酚酞遇碱变红色，所以石墨棒C₂附近发生的实验现象是：有气体生成、溶液变红色，
故答案为：负；Zn-2e^-═Zn²⁺；阳；2Cl^--2e^-=Cl₂↑；有无色气泡产生附近溶液变红色；
（3）C 装置为铁的吸氧腐蚀装置，则碳电极为氧气得电子发生还原反应生成氢氧根离子，遇酚酞变红，则电极反应式为：O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-，故答案为：O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-；
（4）C₂极析出的气体是氢气，氢气的物质的量=$\frac{0.224L}{22.4L/mol}$=0.01mol，原电池中锌作负极而被腐蚀，所以随着反应的进行，锌的质量逐渐减少，生成0.01mol氢气转移电子的物质的量=0.01mol×2=0.02mol，根据串联电路中转移电子相等知，锌减少的质量=$\frac{0.02mol}{2}$×65g/mol=0.65g，在原电池中，锌作负极、Cu作正极，正极电极反应式为Cu²⁺+2e^-=Cu，转移0.02mol电子，析出0.64gCu，所以溶液质量增加0.01g，
故答案为：0.01．

点评 本题考查了原电池和电解池原理，根据反应的自发性确定原电池和电解池，再结合各个电极上发生的反应来分析解答，难点是电极反应式的书写，题目难度不大．