Question

（10分）某同學(xué)用碳棒、純銅片、直流電源和稀硫酸為原材料，實(shí)現(xiàn)了在通常條件下不能發(fā)生的反應(yīng)：Cu + H₂SO₄(稀) ＝ CuSO₄ + H₂↑
（1）請(qǐng)?jiān)谟疫叿娇蛑挟嫵瞿軌驅(qū)崿F(xiàn)這一反應(yīng)的裝置圖。

（2）在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)實(shí)際操作時(shí)，由于裝置連接不當(dāng)，他看到了完全不同的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：碳棒和銅片上均有無色氣泡產(chǎn)生，溶液并未變?yōu)樗{(lán)色。請(qǐng)你分析其原因        ①         。
假設(shè)按照該方案進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，且收集到碳棒上產(chǎn)生氣體體積為11. 2L（標(biāo)準(zhǔn)狀況下）。則該過程中銅片上發(fā)生的反應(yīng)式為     ②   。此時(shí)要使溶液恢復(fù)到實(shí)驗(yàn)前的狀態(tài)，需加入    ③     （寫出該物質(zhì)的化學(xué)式），其質(zhì)量為     ④    。

Answer 1

（1）    
（2）①兩極與電源的正負(fù)極接反了   ②2H⁺+2e^－＝ H₂↑   ③H₂O   ④18g

試題分析：（1）根據(jù)方程式可知，Cu做陽極，石墨做陰極，H₂SO₄做電解質(zhì)溶液，所以裝置圖為
（2）如果電極放反，則陽極為：4OH^- -4e^-=O₂↑+2H₂O，陰極為2H⁺+2e^-=H₂↑，所以看不到預(yù)期的現(xiàn)象。要想恢復(fù)到實(shí)驗(yàn)前的狀態(tài)需要加入水，因?yàn)樯�成O₂ 11.2L，則需要水18g。
點(diǎn)評(píng)：電解中最關(guān)鍵的是準(zhǔn)確判斷出電極上離子的放電順序。在判斷電解產(chǎn)物時(shí)，首先判斷陽極電極材料。如果是活性電極，則電極本身失去電子。如果是惰性電極，則溶液中的陰離子失去電子。而陰極是溶液中的陽離子得到電子，所以需要熟練記住常見離子的放電順序。