Question

（1）如图1所示电解100mL 0.5mol?L^-1 CuSO₄溶液．该反应的离子方程式为

 

；若a电极产生56mL（标准状况）气体，则所得溶液的pH=

 

（不考虑溶液体积变化），若要使电解质溶液恢复到电解前的状态，可加入

 

（填字母序号）．
a．CuO　　　　　　b．Cu（OH）₂       c．CuCO₃     d．Cu₂（OH）₂CO₃

（2）采取一定措施可防止钢铁腐蚀．图2装置中的烧杯里均盛有等浓度、等体积的NaCl溶液．
①在a～c装置中，能保护铁的是

 

（填字母）．
②若用d装置保护铁，X极的电极材料应是

 

（填名称）．

Answer 1

考点：电解原理,金属的电化学腐蚀与防护

专题：电化学专题

分析：（1）电解池中，与电源正极连接的a电极为阳极，发生4OH^--4e^-═O₂↑+2H₂O，b为阴极，发生为Cu²⁺+2e^-═Cu，结合电极方程式计算；
（2）①原电池的正极和电解池的阴极可以得到保护；
②装置为原电池，若用d装置保护铁，X极的电极材料应比铁活泼．

解答： 解：（1）如图所示，电解100mL0.5mol?L^-1CuSO₄溶液，发生的电解池反应为：2CuSO₄+2H₂O

通电  .

2Cu+O₂↑+2H₂SO₄，即2Cu²⁺+2H₂O

通电  .

2Cu+O₂↑+4H⁺，和电源正极相连的为阳极，溶液中氢氧根离子失去电子发生氧化反应，电极反应为：4OH^-═2H₂O+O₂↑+4e^-；
若a电极产生56mL（标准状况）气体为氧气，物质的量为0.0025mol，消耗氢氧根离子物质的量为0.01mol，溶液中生成氢离子物质的量为0.01mol，c（H⁺）=

0.01mol

0.1L

=0.1mol/L，pH=-lg0.1=1；
则所得溶液电解过程中CuSO₄溶液每损失2个Cu原子，就损失2个 O原子，相当于损失一个CuO，为了使CuSO₄溶液，恢复原浓度，应加入CuO，也可以加入CuCO₃，符合恢复溶液浓度的定量关系，但不能加入Cu（OH）₂、Cu₂（OH）₂CO₃，因为CuCO₃+H₂SO₄═CuSO₄+CO₂↑+H₂O，相当于加CuO，而Cu（OH）₂+H₂SO₄═CuSO₄+2H₂O、Cu₂（OH）₂CO₃+2H₂SO₄═2CuSO₄ +CO₂↑+3H₂O，除增加溶质外还增加了水，故选ac，
故答案为：2Cu²⁺+2H₂O

通电  .

2Cu+O₂↑+4H⁺；1；ac； 
（2）①装置中原电池的正极和电解池的阴极可以得到保护，则bc可以保护铁，故答案为：bc；
②装置为原电池，若用d装置保护铁，X极的电极材料应比铁活泼可以选择锌，故答案为：锌．

点评：本题考查电解的有关判断以及金属的腐蚀和防护知识，是中等难度的试题，试题综合性强，在注重对基础知识巩固和训练的同时，主要是侧重对学生能力的培养，有助于培养学生的逻辑思维能力和发散思维能力，提高学生灵活运用基础知识解决实际问题的能力．