Question

如图A、B两个装置，回答下列问题：
（1）A为

 

池，Pt₁为

 

极．
（2）当电路中通过0.02mol电子时，A溶液质量变化为

 

g；
同时B中收集到标准状况下的气体224mL，则反应前B池中原混合溶液中Cu²⁺的浓度是

 

（设B中原混合液的体积为200mL）．

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）A能自发的发生氧化还原反应，所以A为原电池，B为电解池，易失电子的锌作负极，铜作正极，连接负极的电极为阴极，连接正极的电极为阳极；
（2）A电池中负极上锌溶解，正极上氢气析出，所以溶液增加的质量为锌和氢气质量差，根据转移电子和溶液质量差之间的关系式计算；
B中Pt₁为阳极，Pt₂为阴极，阳极上氢氧根离子放电，阴极上铜离子放电，根据转移电子确定气体的成分，再根据转移电子相等计算．

解答： 解：（1）A能自发的进行氧化还原反应，为原电池，锌为负极，铜为正极，则Pt₁为阳极，故答案为：原电；阳；
（2）A中电池反应式为：Zn+2H⁺=Zn ²⁺+H₂↑，设溶液质量变为为x，
Zn+2H⁺=Zn ²⁺+H₂↑溶液质量变化  转移电子
                （65-2）g    2mol
                 x          0.02mol
（65-2）g：2mol=x：0.02mol
x=

(65-2g)×0.02mol

2mol

=0.63g，
224mL气体的物质的量=

0.224L

22.4L/mol

=0.01mol，
假设全部是氧气，则转移电子的物质的量=0.01mol×4=0.04mol＞0.02mol，则该气体是氧气和氢气的混合气体，
设氢气的物质的量为a，氧气的物质的量为b，

a+b=0.01 4b=0.02

  解得

a=0.005 b=0.005

，
阴极上析出铜和氢气，设铜的物质的量浓度为Cmol/L
0.2Cmol×2+0.005mol×2=0.02mol
C=

0.02mol-0.005mol×2

0.2mol×2

=0.025，
故答案为：0.025mol/L．

点评：本题考查了原电池和电解池原理，明确各个电极上发生的反应是解本题关键，再根据各个物理量之间的关系式计算，注意结合转移电子守恒解答，难度中等．