Question

 (10分)电解原理和原电池原理是电化学的两个重要内容。某兴趣小组做如下探究实验：

Ⅰ．（1）如图为某实验小组依据氧化还原反应：(用离子方程式表示)_______________________________设计的原电池装置，反应前，电极质量相等，一段时间后，两电极质量相差12 g，导线中通过________mol电子。

（2）其他条件不变，若将CuCl₂溶液换为NH₄Cl溶液，石墨电极反应式为________________________，这是由于NH₄Cl溶液显________(填“酸性”“碱性”或“中性”)，用离子方程式表示溶液显此性的原因____________________________________________。

（3）如图其他条件不变，若将盐桥换成弯铜导线与石墨相连成n型，则乙装置中石墨（1）为________极(填正、负、阴、阳)，乙装置中与铜线相连石墨电极上发生的反应式为_________________________________。

Ⅱ．如右图所示装置，通电5 min后，第③极增重2．16 g，同时在A池中收集到标准状况下的气体224 mL。

请完成下列问题：

①第②极上生成的物质为________mol。

②写出第①极上发生反应的电极反应式_________________________。

③设A池中原混合液的体积为200 mL，则通电前A池原混合液中Cu^2＋的浓度为________ mol/L。

Answer

Ⅰ．（1）Fe＋Cu2＋=Fe2＋＋Cu    0．2

（2）2H＋＋2e－=H2↑   酸性        NH4+＋H2ONH3·H2O＋H＋

（3） 阴     2Cl－－2e－=Cl2↑

Ⅱ．（1）①0．005    ②Cu2＋＋2e－=Cu 2H＋＋2e－=H2↑（共1分）    ③0．025

【解析】

试题分析：Ⅰ．由图可知该装置为原电池，Fe为负极，发生：Fe-2e-=Fe2-，石墨为正极，发生Cu2++2e-=Cu，总反应式为Fe+Cu2+═Fe2++Cu，一段时间后，两电极质量相差12g，

则Fe+Cu2+═Fe2++Cu   两极质量差△m    转移电子

  56g         64g    56g+64g=120g       2mol

                              12g                 n

n=0．2mol

（2）若将CuCl2溶液换为NH4Cl溶液，溶液呈酸性，发生：NH4++H2O⇌NH3•H2O+H+，负极发生2H++2e-═H2↑，负极发生Fe-2e-=Fe2-。

（3）将盐桥换成弯铜导线与石墨相连成n型，则甲装置为原电池，铁做负极，铜为正极。乙装置为电解池，石墨（1）为阴极，乙装置中与铜线相连石墨电极为阳极。发生的反应式为2Cl－－2e－=Cl2↑

Ⅱ．由图可知，B装置为电解池，第③极增重2．16g，发生Ag++e-=Ag，n（Ag）=0．02mol，则转移电子为0．02mol，

A池中收集到标准状况下的气体224mL，所以气体的物质的量为0．224L/22．4L/mol=0．01mol，

A装置中阳极发生4OH--4e-=O2↑+2H2O，转移0．02mol电子。第②极生成气体为0．005mol，

所以第①极上发生反应的电极反应式为

2H++2e-=H2↑，

      0．01  0．005

Cu2++2e-=Cu

0．005 0．01

即Cu2+的物质的量为(0．02−0．005×2)/ 2=0．005mol，

c（Cu2+）=0．005mo/l0．2L=0．025mol/L。

考点：原电池和电解池