Question

如圖所示，U形管內盛有100mL的溶液，按要求回答下列問題：
（1）打開K₂，合并K₁，若所盛溶液為CuSO₄溶液：則A為

 

極，A極的電極反應式為

 

．若所盛溶液為KCl溶液：則B極的電極反應式為

 

（2）打開K₁，合并K₂，若所盛溶液為滴有酚酞的NaCl溶液，則A電極附近可觀察到的現象是

 

，Na⁺移向

 

極（填A、B）；B電極上的電極反應式為

 

，總反應化學方程式是

 

．
（3）如果要用電解的方法精煉粗銅，打開K₁，合并K₂，電解液選用CuSO₄溶液，則A電極的材料應換成是

 

 （填“粗銅”或“純銅”），電極反應式是

 

，反應一段時間后電解質溶液中Cu²⁺的濃度將會

 

（填“增大”、“減小”、“不變”）．

Answer 1

考點：原電池和電解池的工作原理

專題：

分析：（1）若所盛溶液為CuSO₄溶液，打開K₂，合并K₁，該裝置是原電池，較活潑的金屬作負極，負極上發(fā)生氧化反應，較不活潑的金屬或導電的非金屬作正極，正極上發(fā)生還原反應；若所盛溶液為KCl溶液：則B極上氧氣得電子發(fā)生還原反應．
（2）該裝置是電解池，陽極上失電子發(fā)生氧化反應，陰極上得電子發(fā)生還原反應；
（3）電解法精煉銅時，粗銅作陽極，純銅作陰極，陽極上發(fā)生氧化反應，陰極上發(fā)生還原反應；

解答： 解：（1）若所盛溶液為CuSO₄溶液，打開K₂，合并K₁，該裝置是原電池，鋅作負極，碳作正極，負極上鋅失電子發(fā)生氧化反應，電極反應式為Zn-2e^-=Zn²⁺；若所盛溶液為KCl溶液：則B極上氧氣得電子發(fā)生還原反應，其電極反應式為O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-．
故答案為：負；Zn-2e^-=Zn²⁺；O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-；
（2）打開K₁，合并K₂，若所盛溶液為滴有酚酞的NaCl溶液，該裝置是電解池，碳作陽極，鋅作陰極，
A電極上氫離子放電生成氫氣，同時溶液中生成氫氧化鈉，溶液呈堿性，酚酞遇堿變紅色，所以A附近可觀察到的現象是產生無色氣泡，溶液變紅色；陽離子向陰極移動，則Na⁺移向A極；
B電極上氯離子放電生成氯氣，所以B的電極反應式為2Cl^--2e^-=Cl₂，總反應化學方程式是2NaCl+2H₂O

電解  .

2NaOH+H₂↑+Cl₂↑，
故答案為：有無色氣體產生，電極附近溶液變紅；A；2Cl^--2e^-=Cl₂↑；2NaCl+2H₂O

電解  .

2NaOH+H₂↑+Cl₂↑；
（3）電解法精煉銅時，粗銅作陽極，純銅作陰極，陽極上發(fā)生氧化反應，陰極上發(fā)生還原反應，所以A電極的材料應換成是純銅，電極反應式是Cu²⁺+2e^-=Cu，陽極上不僅銅還有其它金屬失電子進入溶液，陰極上只有銅離子得電子，所以反應一段時間后電解質溶液中Cu²⁺濃度減少，
故答案為：純銅；Cu²⁺+2e^-=Cu；減小；

點評：本題考查了原電池和電解池原理，明確正負極的判斷及離子放電順序是解本題關鍵，難點是電極反應式的書寫，題目難度中等．