题目内容
(12分)如图所示,U形管内盛有100mL的溶液,按要求回答下列问题:
(1)打开K2 ,合并K1,若所盛溶液为CuSO4溶液:则A为 极,A极的电极反应式为 。若所盛溶液为KCl溶液:则B极的电极反应式为
(2)打开K1,合并K2,若所盛溶液为滴有酚酞的NaCl溶液,则:
①A电极附近可观察到的现象是 ,Na+移向 极(填A、B)
②B电极上的电极反应式为 ,总反应化学方程式是 。
③反应一段时间后打开K2 , 若忽略溶液的体积变化和气体的溶解,B极产生气体的体积(标准状况)为11.2mL, 将溶液充分混合,溶液的pH约为 。若要使电解质溶液恢复到原状态,需向U形管内加入或通入一定量的 。
(3)如要用电解方法精炼粗铜,打开K1,合并K2,电解液选用CuSO4溶液,则A电极的材料应换成是 ,电极反应式是 ,反应一段时间后电解质溶液中Cu2+浓度 (填“增大”、“减小”、“不变”)。
(1)负 Zn-2e-=Zn2+ O2+2H2O+4e-=4OH-
(2)①溶液变红 A ②2Cl- - 2e-=Cl2↑
③ 11 HCl气体
(3)纯铜 Cu2++2e-=Cu 减小
解析:(1)此为原电池,活泼金属Zn做负极:Zn-2e-=Zn2+ ,若所盛溶液为KCl溶液,锌发生吸氧腐蚀:O2+2H2O+4e-=4OH-
(2)此为电解氯化钠溶液的电解池;
溶液中的阴离子:Na+、H+移向A极;阴离子Cl-、OH-移向B极。根据放电顺序可知:
阴极:2H++2e-=H2↑,破坏了水的电离平衡,导致阴极附近呈碱性,可使酚酞变红。
阳极:2Cl--2e-=Cl2↑
整个装置只析出了氢气与氯气,所以要想让溶液恢复原样,只需向U形管内通入一定量的HCl即可
③B极产生氯气的体积(标准状况)为11.2mL,即为0.00005 mol,由方程式知道同时可生成NaOH0.0001mol,则溶液的c(OH-)=0.001mol/L,则pH=11
(3)精炼铜时,应把粗铜当阳极,纯铜作阴极,由于阳极有一些杂质金属失电子,但阴极一直是铜离子放电,导致溶液中的铜离子浓度有所减小