Question

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）如左下图1为某实验小组依据氧化还原反应设计的原电池装置，该反应的离子方程式为            。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__________，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）如上图2，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的石墨（2）电极上发生的反应式为                    。

（4）在图2乙装置中改为加入400 mL CuSO₄溶液，一段时间后，若电极质量增重 1.28 g，则此时溶液的pH为         

Answer

I．（1）Fe+Cu2+＝Fe2++Cu；0.2（2）2H++2e-＝H2；酸性；NH4+ + H2O NH3•H2O + H+（3）阴；2Cl――2e－=Cl2（4）1

【解析】

试题分析：I．（1）从图分析，铁做原电池的负极，石墨做正极，铁失去电子生成亚铁离子，氯化铜溶液中的铜离子得到电子生成铜，故总反应为Fe+Cu2+＝Fe2++Cu；结合方程式分析，每转移2摩尔电子，溶解56克铁，析出64克铜，两电极的质量相差565+64=120克，所以当两电极质量相差12克是，转移电子为 0.2摩尔。（2）若将氯化铜换成氯化铵溶液，氯化铵溶液中铵根离子水解使溶液显酸性，溶液中的氢离子反应生成氢气，电极反应为2H++2e-＝H2；（3）将铜丝弯成n型，则甲为原电池，乙为电解池，甲中的铁为原电池的负极，铜为正极，乙中的石墨（1）连接负极为阴极， 石墨（2）为电解池的阳极，溶液中的氯离子失去电子生成氯气，电极反应为： 2Cl――2e－=Cl2。（4）当溶液为硫酸铜，则电极质量增重1.28克，即电解产生了1.28/64=0.02摩尔铜，则转移0.04摩尔电子，溶液中产生0.04摩尔氢离子，其浓度为0.04/0.4=0.1mol/L，溶液的pH= 1。

考点：原电池和电解池的工作原理