Question

5．某興趣小組的同學用如圖所示裝置研究有關電化學的問題．當閉合裝置的電鍵時，觀察到電流表的指針發(fā)生了偏轉(zhuǎn)．請回答下列問題：
（1）甲裝置的名稱是原電池；Pt為陽極（A．正 B．負C．陽 D．陰）．
（2）寫出電極反應式：Cu極2H⁺+2e^-=H₂↑，C極Cu²⁺+2e^-=Cu．
（3）若乙中電極不變，將其溶液換成飽和NaCl溶液，乙中溶液的總反應的離子方程式為2Cl^-+2H₂O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$Cl₂↑+H₂↑+2OH^-；若要使溶液恢復到原飽和溶液的濃度，需要加入的物質(zhì)是氯化氫（填名稱）；
（4）若乙中電極不變，將其溶液換成飽和CuSO₄溶液，當甲中產(chǎn)生0.1mol氣體時，線路中轉(zhuǎn)移的電子數(shù)是1.204×10²³（或0.2N_A）；乙中溶液H⁺的濃度是1mol/L（假設溶液體積是200mL，且電解過程中溶液體積不變）．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)構(gòu)成原電池的條件知：甲裝置為銅鋅原電池，Zn為負極，Cu為正極；乙裝置為電解池，與正極相連的為陽極；
（2）Cu極上氫離子得電子；C極上銅離子得電子；
（3）若乙中電極不變，將溶液換成飽和氯化鈉溶液，則為電解NaCl溶液生成氫氧化鈉，要恢復原溶液的濃度需消耗什么加什么；
（4）根據(jù)原電池、電解池中電子守恒，當甲中產(chǎn)生0.1mol氣體時，轉(zhuǎn)移0.2mol電子，根據(jù)電子守恒計算乙中轉(zhuǎn)移電子數(shù)和氫離子濃度．

解答 解：（1）由圖中的銅、鋅兩種電極和電解質(zhì)稀硫酸和閉合電路知：該裝置為原電池，Zn活潑，則Zn作負極，Cu作正極，則乙裝置為電解池，C極與負極相連為陰極，Pt極與正極相連為陽極；
故答案為：原電池；陽；
（2）甲裝置為原電池，Cu極為正極，正極上氫離子得電子，正極上的反應為：2H⁺+2e^-=H₂↑，乙裝置為電解池，C極與負極相連為陰極，陰極上銅離子得電子，則電極反應為Cu²⁺+2e^-=Cu；
故答案為：2H⁺+2e^-=H₂↑；Cu²⁺+2e^-=Cu；
（3）若乙中電極不變，將溶液換成飽和氯化鈉溶液，則為電解NaCl溶液生成氫氧化鈉，電解的總反應為2Cl^-+2H₂O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$Cl₂↑+H₂↑+2OH^-，消耗氯離子和氫離子，則要恢復原溶液的濃度需加氯化氫，
故答案為：2Cl^-+2H₂O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$Cl₂↑+H₂↑+2OH^-；氯化氫；
（4）根據(jù)原電池、電解池中電子守恒，當甲中產(chǎn)生0.1mol氣體時，甲中2H⁺+2e^-=H₂↑，則轉(zhuǎn)移0.2mol電子，則整個電路中轉(zhuǎn)移電子數(shù)為1.204×10²³（或0.2N_A）；乙中電解硫酸銅是放氧生酸，陽極電極反應式為2H₂O-4e^-=O₂↑+4H⁺，轉(zhuǎn)移0.2mol電子，則生成氫離子0.2mol，則氫離子的濃度為0.2mol÷0.2L=1mol/L，
故答案為：1.204×10²³（或0.2N_A）；1mol/L．

點評 本題考查了原電池和電解池原理，正確判斷原電池和電解池是解本題關鍵，根據(jù)離子的放電順序、串聯(lián)電路中轉(zhuǎn)移電子相等來分析解答，難度中等．