题目内容

请按要求回答下列问题.
(1)根据图回答①②:
①打开K2,闭合K1.A极电极反应式为
 
,B极的现象
 

②打开K1,闭合K2.B极可观察到的现象是
 
,B极电极反应式
 

装置发生的总反应化学方程式
 
.实验完成后,锌电极增重a g,则阳极产生标准状况下的气体体积
 
L
(2)改变两电极的电极材料,利用该装置要实现反应Cu+H2SO4═CuSO4+H2↑发生,应打开
 
闭合
 
其电解质溶液需用
 
,B电极材料是用
 
,A电极反应式为
 
考点:原电池和电解池的工作原理
专题:电化学专题
分析:(1)①若断开K2,闭合K1,形成原电池反应,Zn为负极,被氧化,Cu为正极,发生还原反应生成铜;
②若断开K1,闭合K2,为电解池,C为阳极,Zn为阴极,该极上析出金属铜,根据电极反应书写总反应,根据电子守恒进行计算;
(2)要实现反应Cu+H2SO4═CuSO4+H2↑发生,则金属铜是阳极,硫酸是电解质,阴极材料是比铜活泼性差的金属或非金属,据此回答.
解答: 解:(1)①若断开K2,闭合K1,形成原电池反应,Zn为负极,被氧化而锌不断溶解,Zn-2e-=Zn2+,Cu为正极,发生还原反应生成铜,电极方程式为Cu2++2e-═Cu,有红色物质析出,
故答案为:Zn-2e-=Zn2+,有红色物质析出;
②若断开K1,闭合K2,为电解池,C为阳极,发生电极反应:4OH--4e-=2H2O+O2↑,Zn为阴极,该极上析出金属铜,发生Cu2++2e-═Cu,总反应是:电解2CuSO4+2H2O
 通电 
.
 
2Cu+O2↑+2H2SO4,Zn为阴极发生Cu2++2e-═Cu,锌电极增重ag即
a
64
molCu生成,转移电子是
a
32
mol,阳极发生电极反应:4OH--4e-=2H2O+O2↑,生成的氧气体积是:
a
32
×
1
4
×22.4L/mol=0.175aL,
故答案为:产生无色无味的气体,4OH--4e-=2H2O+O2↑;2CuSO4+2H2O
 通电 
.
 
2Cu+O2↑+2H2SO4;0.175aL
(2)要实现反应Cu+H2SO4═CuSO4+H2↑发生,则金属铜失电子,是阳极,阴极上是氢离子得电子的还原反应,即2H++2e-=H2↑,硫酸是电解质,阴极材料是比铜活泼性差的金属或非金属,此时要形成电解池,应打开K1闭合K2,故答案为:应打开K1闭合K2;H2SO4;Cu;2H++2e-=H2↑.
点评:本题考查了原电池和电解池原理,知道原电池和电解池区别,知道各个电极上发生的电极反应,再结合各个物理量之间的关系式计算,题目难度不大.
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