Question

【題目】利用如圖所示裝置，甲中盛有100mL 0.1mol/LCuSO4溶液，乙中盛有100mL 0.2mol/L Na2SO4溶液。

（1）通電一段時間，觀察到濕潤的淀粉KI試紙的_____(選填“C”或“D”)端變藍。

（2）裝置乙中觀察到的現象是_________________________________________。

（3）若電解一段時間后，裝置甲、乙中共收集到氣體0.168 L(標準狀況下)，則：

①裝置甲中發生反應的離子反應方程式為______________________________。

②若電解前后體積變化忽略不計，則電后裝置甲中溶液的c(H+)為________。

（4）若電解一段時間后，裝置甲中溶液需加入0.005mol堿式碳酸銅才能恢復原來的濃度和pH，則電解過程中轉移的電子數目為__________。

（5）若裝置中的電源使用如右圖的一種新型燃料電池，以甲醇為燃料，一定比例的Li2CO3和Na2CO3的熔融混合物為電解質，則負極反應式為__________________。

（6）電解一段時間后，拆解裝置，將圖中甲裝置取出后，用導線將石墨和Pt連接構成閉合回路。則此裝置中Pt上發生的電極反應式是_____。

Answer 1

【答案】 C 石墨極有無色氣泡產生，鋁電極溶解，溶液中出現白色沉淀 2Cu2++2H2O 2Cu+O2↑+4H+ 0．1mol/L 0．03NA CH3OH－6e－＋3CO===4CO2＋2H2O O2+ 4H++ 4e- = 2H2O

【解析】（1）D端與電源負極相連為陰極，C端為陽極，陽極上碘離子失電子生成單質碘，單質碘遇到淀粉溶液會變藍色，所以C端變藍色；（3）乙裝置中Al與電源正極相連作陽極，失電子生成鋁離子，石墨電極是陰極，氫離子得電子生成氫氣和氫氧根離子，氫氧根離子與鋁離子結合生成氫氧化鋁白色沉淀，所以實驗現象是石墨極有無色氣泡產生，鋁電極溶解，溶液中出現白色沉淀；（3）①裝置甲中Pt與正極相連為陽極，石墨為陰極，陰極上銅離子得電子生成Cu，陽極上氫氧根失去電子生成氧氣，所以總的反應方程式為2Cu2++2H2O2Cu+O2↑+4H+；②甲、乙裝置中共收集到標準狀況下的氣體0.168L，物質的量是0.168L÷22.4L/mol＝0.0075mol，分別為氧氣和氫氣，則氧氣為0.0075mol×1/3=0.0025mol，根據電解的總反應式可知溶液中氫離子的物質的量是0.0025mol×4＝0.01mol，濃度是0.01mol÷0.1L＝0.1mol/L；（4）加入0.005mol堿式碳酸銅[Cu2(OH)2CO3]相當于加入0.01molCuO、0.005molH2O，根據生成物知，陰極上銅離子和氫離子放電、陽極上氫氧根離子放電，根據Cu原子、H原子守恒得陰極上析出n(Cu)＝0.01mol、n(H2)＝0.005mol，則轉移電子的物質的量＝0.01mol×2+0.005mol×2＝0.03mol，數目為0.03NA；（5）原電池的負極發生失去電子的氧化反應，則甲醇在負極放電，由于是熔融的碳酸鹽，因此負極反應式為CH3OH－6e－＋3CO32－＝4CO2＋2H2O。（6）電解一段時間后，拆解裝置，將圖中甲裝置取出后，用導線將石墨和Pt連接構成閉合回路，石墨電極有附著的銅，因此此時構成原電池，石墨電極是負極，Pt電極是正極，氧氣在正極放電，由于電解質溶液顯酸性，則裝置中Pt上發生的電極反應式是O2+ 4H++ 4e－＝2H2O。