Question

某研究性学习小组的课题为“Mg-Cu硫酸原电池电解CuCl₂溶液的研究”，他们的研究装置如图所示（C₁、C₂均为碳棒），按要求填写下列空格．
（1）铜片上的现象是

 

，该极的电极反应式为

 

．
（2）C₁极的名称为

 

，C₂极的电极反应式为

 

．
（3）下列关于该装置中电子 流向的叙述中正确的是

 

．
A．从镁电极经导线流向C₁极         B．从C₁极经导线流向镁电极
C．从铜电极经导线流向C₂极         D．从C₂极经导线流向铜电极
（4）原电池中稀硫酸的体积为200mL，物质的量浓度为1.5mol?L^-1，当电解池中某碳棒上产生3.36L（标准状况）气体时，求：
①有

 

个电子通过了电线（N_A=6.02×10²³）．
②此时原电池溶液中H⁺的物质的量浓度为

 

mol/L  （不考虑溶液体积变化）．

Answer 1

考点：原电池和电解池的工作原理

专题：电化学专题

分析：（1）原电池中Mg作负极失电子，Cu作正极，Cu上氢离子得电子生成氢气；
（2）与原电池的负极相连为阴极，与原电池的正极相连为阳极，阳极上氯离子失电子；
（3）电子从负极流向阴极，电子从阳极流向正极；
（4）①根据电极方程式中电子与物质的关系分析；
②根据气体的体积计算硫酸的物质的量，再根据物质的量浓度公式计算．

解答： 解：（1）原电池中Mg作负极失电子，Cu作正极，Cu上氢离子得电子生成氢气，其电极反应式为2H⁺+2e=H₂↑，
故答案为：有气泡生成；2H⁺+2e=H₂↑；
（2）C₁极与原电池的负极相连为阴极，C₂与原电池的正极相连为阳极，阳极上氯离子失电子生成氯气，其电极反应式为2Cl^--2e^-=Cl₂↑；
故答案为：阴极；2Cl^--2e^-=Cl₂↑；
（3）电子从负极流向阴极，则从镁电极经导线流向C₁极，从阳极流向正极，所以从C₂极经导线流向铜电极；
故答案为：AD；
（4）①2Cl^--2e^-=Cl₂↑           转移电子
                22.4L            2×6.02×10²³个 
                3.36L            1.806×10²³个
故答案为：1.806×10²³；
（2）装置中转移的电子为：n=

1.806×1023

6.02×1023

=0.32mol
Zn+H₂SO₄ =ZnSO₄ +H₂↑     转移电子
    1mol                 2mol 
    0.15mol             0.3mol
c（H₂SO₄）=

n

V

=

0.2×1.5-0.15

0.2

=0.75mol/L，则c（H⁺）=2c（H₂SO₄）=1.5mol/L，
故答案为：1.5．

点评：本题考查了原电池原理和电解池原理的应用，以原电池和电解池为载体考查了反应方程式的有关计算，正确找出各物质间的关系是解本题的关键，题目难度中等．