Question

10．用如图所示的装置进行电解．通电一会儿，发现用NaCl溶液湿润的淀粉KI试纸的C端变为蓝色．
（1）E为电源的负极，Fe为阴极．
（2）A中发生反应的离子方程式为2Cu²⁺+2H₂O$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$2Cu+4H⁺+O₂↑，
B中发生反应的化学方程式为2Cu+2H₂O$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$2Cu（OH）₂+H₂↑．
（3）在B中观察到的现象是铜片溶解，石墨电极上有气体生成，溶液中有蓝色沉淀生成
（4）若此电源为铅蓄电池，电池总反应式为：
Pb+PbO₂+4H⁺+2SO₄^2-$?_{充电}^{放电}$PbSO₄+2H₂O
则放电时：正极的电极反应式是PbO₂+2e^-+4H⁺+SO₄^2-=PbSO₄+2H₂O；充电时：阴极的电极反应式是PbSO₄+2e^-=Pb+SO₄^2-；当外电路通过1mol电子时，理论上负极板的质量增加40g，此时若要使A池中的溶液复原，应加入40g的CuO固体．

Answer 1

分析 通电一会儿，发现湿润的淀粉KI试纸的C端变为蓝色，说明C端是阳极，则E是负极，F是正极，铁作阴极，铂丝作阳极，电解硫酸铜溶液时，阴极上铜离子放电，阳极上氢氧根离子放电，
（1）E为电源的 负极，铁电源负极相连，所以Fe为阴极；
（2）A池中为惰性电极电解硫酸铜溶液，反应的离子方程式为2Cu²⁺+2H₂O$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$2Cu+4H⁺+O₂↑；B中铜为阳极电解硫酸钠溶液，发生反应的化学方程式为2Cu+2H₂O$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$2Cu（OH）₂+H₂↑；
（3）在B中观察到的现象是铜片溶解，石墨电极上有气体生成，溶液中有蓝色沉淀生成；
（4）电池总反应式为：Pb+PbO₂+4H⁺+2SO₄^2-?2PbSO₄+2H₂O，写出电极反应为：负极电解反应：Pb-2e^-+SO₄^2-=PbSO₄ ，正极电极反应：PbO₂+2e^-+4H⁺+2SO₄^2-=PbSO₄+2H₂O，依据电解反应和电池原理分析判断．

解答 解：通电一会儿，发现湿润的淀粉KI试纸的C端变为蓝色，说明C端是阳极，则E是负极，F是正极，铁作阴极，铂丝作阳极，电解硫酸铜溶液时，阴极上铜离子放电，阳极上氢氧根离子放电，
（1）E为电源的 负极，铁电源负极相连，所以Fe为阴极，
故答案为：负；阴；
（2）A池中为惰性电极电解硫酸铜溶液，反应的离子方程式为：2Cu²⁺+2H₂O$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$2Cu+4H⁺+O₂↑；B中铜为阳极电解硫酸钠溶液，发生反应的化学方程式为：2Cu+2H₂O$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$2Cu（OH）₂+H₂↑，
故答案为：2Cu²⁺+2H₂O$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$2Cu+4H⁺+O₂↑；2Cu+2H₂O$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$2Cu（OH）₂+H₂↑；
（3）在B中观察到的现象是铜片溶解，石墨电极上有气体生成，溶液中有蓝色沉淀生成，
故答案为：铜片溶解，石墨电极上有气体生成，溶液中有蓝色沉淀生成；
（4）电池总反应式为：Pb+PbO₂+4H⁺+2SO₄^2-?2PbSO₄+2H₂O，负极电解反应为：Pb-2e^-+SO₄^2-=PbSO₄ ，正极电极反应为：PbO₂+2e^-+4H⁺+2SO₄^2-=PbSO₄+2H₂O；放电时：正极的电极反应式是PbO₂+2e^-+4H⁺+2SO₄^2-=PbSO₄+2H₂O；
当外电路通过1mol电子时，依据电子守恒计算理论上负极板增加质量增为：0.5mol×303g/mol-0.5mol×207g/mol=48g，此时若要使A池中的溶液复原，应加入0.5molCuO固体，其质量为：0.5mol×80g/mol=40g，
故答案为：PbO₂+2e^-+4H⁺+2SO₄^2-=PbSO₄+2H₂O；PbSO₄+2e^-=Pb+SO₄^2-；48；40．

点评 本题综合考查电解原理，侧重于考查学生综合运用电解知识的能力，题目难度较大，注意把握电解规律，能正确判断电极方程式，试题有利于提高学生的灵活应用能力．