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

 

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