Question

某興趣小組的同學(xué)用如圖所示裝置研究有關(guān)電化學(xué)的問題．當(dāng)閉合該裝置的電鍵時，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

 

；乙裝置的名稱是

 

；Zn為

 

極；Pt為

 

極．
（2）寫出電極反應(yīng)：Cu極

 

；C極

 

．
（3）當(dāng)甲中產(chǎn)生0.1mol氣體時，乙中析出銅的質(zhì)量應(yīng)為

 

；乙中產(chǎn)生的氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積應(yīng)為

 

．
（4）若乙中溶液不變，將其電極都換成銅電極，電鍵閉合一段時間后，乙中溶液的顏色

 

（填“變深”、“變淺”或“無變化”）．
（5）若乙中電極不變，將其溶液換成NaCl溶液，電鍵閉合一段時間后，甲中溶液的pH將

 

（填“增大”、“減小”或“不變”，下同）；乙中溶液的pH將

 

．
（6）如果乙中電極不變，將其溶液換成飽和Na₂SO₄溶液，電鍵閉合一段時間，當(dāng)陰極上有a mol氣體生成時，同時有w g Na₂S0₄?1OH₂0析出，若溫度不變，剩余溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)應(yīng)為

 

（用含w、a的表達(dá)式表示，不必化簡）．

Answer 1

考點(diǎn)：原電池和電解池的工作原理

專題：電化學(xué)專題

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(fù)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）根據(jù)原電池、電解池中電子守恒，當(dāng)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(jì)算乙中產(chǎn)生的固體和氣體；
（4）若乙中溶液不變，將其電極都換成銅電極，則為電鍍池，根據(jù)電鍍原理分析；
（5）甲中反應(yīng)消耗氫離子，乙中電解NaCl溶液生成氫氧化鈉；
（6）電解飽和硫酸鈉溶液時，陽極上氫氧根離子放電，陰極上氫離子放電，實(shí)際上是電解的水，電解水后，溶液中硫酸鈉過飽和導(dǎo)致析出晶體，剩余的電解質(zhì)溶液仍是飽和溶液，析出的硫酸鈉和水組成的也是飽和溶液，根據(jù)質(zhì)量分?jǐn)?shù)公式計(jì)算即可．

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(fù)極，Cu作正極，則乙裝置為電解池，C極與負(fù)極相連為陰極，Pt極與正極相連為陽極；
故答案為：原電池；電解池；負(fù)；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(yīng)為：2H⁺+2e^-=H₂↑，乙裝置為電解池，C極與負(fù)極相連為陰極，陰極上銅離子得電子，則電極反應(yīng)為Cu²⁺+2e^-=Cu；
故答案為：2H⁺+2e^-=H₂↑；Cu²⁺+2e^-=Cu；
（3）根據(jù)原電池、電解池中電子守恒，當(dāng)甲中產(chǎn)生0.1mol氣體時，甲中2H⁺+2e^-=H₂↑，則轉(zhuǎn)移0.2mol電子，連接電源負(fù)極的碳電極為電解池的陰極，轉(zhuǎn)移0.2mol電子，根據(jù)Cu²⁺+2e^-=Cu，乙中析出銅的物質(zhì)的量為0.1mol，質(zhì)量為6.4克，電解池的陽極上發(fā)生氧化反應(yīng)：2Cl^--2e^-=Cl₂↑，則生成氣體為0.1mol，其體積為2.24L
故答案為：6.4g；2.24L；
（4）若乙中溶液不變，將其電極都換成銅電極，則為電鍍池，陽極銅失電子生成銅離子，陰極銅離子得電子生成銅單質(zhì)，則溶液中銅離子的濃度不變，所以溶液的顏色不變；
故答案為：無變化；
（5）甲中發(fā)生的反應(yīng)為Zn與氫離子的反應(yīng)，反應(yīng)消耗氫離子，則pH增大，乙中電極不變，將其溶液換成NaCl溶液，則乙中電解NaCl溶液生成氫氧化鈉，所以溶液的pH增大；
故答案為：增大；增大；
（6）電解飽和硫酸鈉溶液時，陽極上氫氧根離子放電，陰極上氫離子放電，實(shí)際上是電解的水，電解水后，溶液中硫酸鈉過飽和導(dǎo)致析出晶體，剩余的電解質(zhì)溶液仍是飽和溶液，析出的硫酸鈉和水組成的也是飽和溶液．
w g Na₂SO₄?10H₂O硫酸鈉的質(zhì)量=w g×

142

322

=

142w

322

g；
設(shè)電解水的質(zhì)量為x：
2H₂O 

通電  .

  2H₂↑+O₂↑
36g                    mol
x                     amol
x=36ag
所以飽和溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)：

142w 322

w+36a

×100%=

142w

322(w+36a)

×100%；
故答案為：

142w

322(w+36a)

×100%．

點(diǎn)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(guān)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．