Question

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A电极附近可观察到的现象是

 

，Na⁺移向

 

极（填A、B）；B电极上的电极反应式为

 

，总反应化学方程式是

 

．
（3）如果要用电解的方法精炼粗铜，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

 

 （填“粗铜”或“纯铜”），电极反应式是

 

，反应一段时间后电解质溶液中Cu²⁺的浓度将会

 

（填“增大”、“减小”、“不变”）．

Answer 1

考点：原电池和电解池的工作原理

专题：

分析：（1）若所盛溶液为CuSO₄溶液，打开K₂，合并K₁，该装置是原电池，较活泼的金属作负极，负极上发生氧化反应，较不活泼的金属或导电的非金属作正极，正极上发生还原反应；若所盛溶液为KCl溶液：则B极上氧气得电子发生还原反应．
（2）该装置是电解池，阳极上失电子发生氧化反应，阴极上得电子发生还原反应；
（3）电解法精炼铜时，粗铜作阳极，纯铜作阴极，阳极上发生氧化反应，阴极上发生还原反应；

解答： 解：（1）若所盛溶液为CuSO₄溶液，打开K₂，合并K₁，该装置是原电池，锌作负极，碳作正极，负极上锌失电子发生氧化反应，电极反应式为Zn-2e^-=Zn²⁺；若所盛溶液为KCl溶液：则B极上氧气得电子发生还原反应，其电极反应式为O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-．
故答案为：负；Zn-2e^-=Zn²⁺；O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-；
（2）打开K₁，合并K₂，若所盛溶液为滴有酚酞的NaCl溶液，该装置是电解池，碳作阳极，锌作阴极，
A电极上氢离子放电生成氢气，同时溶液中生成氢氧化钠，溶液呈碱性，酚酞遇碱变红色，所以A附近可观察到的现象是产生无色气泡，溶液变红色；阳离子向阴极移动，则Na⁺移向A极；
B电极上氯离子放电生成氯气，所以B的电极反应式为2Cl^--2e^-=Cl₂，总反应化学方程式是2NaCl+2H₂O

电解  .

2NaOH+H₂↑+Cl₂↑，
故答案为：有无色气体产生，电极附近溶液变红；A；2Cl^--2e^-=Cl₂↑；2NaCl+2H₂O

电解  .

2NaOH+H₂↑+Cl₂↑；
（3）电解法精炼铜时，粗铜作阳极，纯铜作阴极，阳极上发生氧化反应，阴极上发生还原反应，所以A电极的材料应换成是纯铜，电极反应式是Cu²⁺+2e^-=Cu，阳极上不仅铜还有其它金属失电子进入溶液，阴极上只有铜离子得电子，所以反应一段时间后电解质溶液中Cu²⁺浓度减少，
故答案为：纯铜；Cu²⁺+2e^-=Cu；减小；

点评：本题考查了原电池和电解池原理，明确正负极的判断及离子放电顺序是解本题关键，难点是电极反应式的书写，题目难度中等．