Question

13．如圖所示的實驗裝置，丙為酚酞溶液潤濕的淀粉碘化鉀試紙，m、n為夾在濾紙兩端的鉑夾．丁為直流電源，x、y為電源的兩極．G為電流計，電極均為石墨電極．閉合K₂、斷開K₁，一段時間后，A極產(chǎn)生的氣體體積為44.8ml、B極產(chǎn)生的氣體體積為22.4ml（都已換算成標況下的體積），回答下列問題：
（1）M溶液可能是BC（填序號）．
A．KCl溶液   B．Ba（OH）₂溶液   C．KNO₃溶液   D．CuCl₂溶液
（2）乙池中盛有足量的硫酸銅溶液，D電極上的電極反應(yīng)式為2H₂O-4e^-=4H⁺+O₂↑，此時向溶液中加入0.16克CuO可以使溶液完全復(fù)原．
（3）濾紙丙上m點附近變?yōu)樗{色，n點附近變?yōu)榧t色，
（4）繼續(xù)電解一段時間后，甲池中A、B極均部分被氣體包圍，此時閉合K₁，斷開K₂，發(fā)現(xiàn)電流計G指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，若M為硫酸溶液，寫出B電極上發(fā)生的反應(yīng)式O₂+4e^-+4H⁺=2H₂O．

Answer 1

分析 A極產(chǎn)生的氣體體積為44.8ml、B極產(chǎn)生的氣體體積為22.4ml，A、B兩極產(chǎn)生的氣體體積之比為2：1，則A電極上生成氫氣，B電極上生成氧氣，所以A為陰極，B為陽極，x為正極，y為負極，
（1）電解M的溶液實質(zhì)上是電解水，可為強堿溶液或活潑金屬的含氧酸鹽等；
（2）根據(jù)電解硫酸銅溶液的反應(yīng)特征分析判斷恢復(fù)溶液濃度需要加入的物質(zhì)，依據(jù)電荷守恒計算需要加入物質(zhì)的質(zhì)量；
（3）m為陽極，發(fā)生氧化反應(yīng)生成碘，n為陰極，發(fā)生還原反應(yīng)生成氫氣和KOH；
（4）形成燃料電池，B為正極．

解答 解：A極產(chǎn)生的氣體體積為44.8ml、B極產(chǎn)生的氣體體積為22.4ml，A、B兩極產(chǎn)生的氣體體積之比為2：1，則A電極上生成氫氣，B電極上生成氧氣，所以A為陰極，B為陽極，x為正極，y為負極，
（1）電解KNO₃溶液、Ba（OH）₂溶液溶液實際上是電解水，電解氯化鉀溶液是電解氯化鉀和水，電解氯化銅溶液生成氯氣和銅，所以只有BC符合；
故答案為：BC；
（2）D為陽極，發(fā)生氧化反應(yīng)，電極方程式為2H₂O-4e^-=4H⁺+O₂↑，乙反應(yīng)的化學方程式為2CuSO₄+2H₂O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$2Cu+2H₂SO₄+O₂↑，
B極產(chǎn)生的氣體體積為22.4mL，則n（O₂）=0.001mol，轉(zhuǎn)移0.004mol電子，由方程式可知生成0.001mol氧氣，0.002mol銅，即生成0.002molCuO，應(yīng)加入m（CuO）=0.001mol×80g/mol=0.16g，
故答案為：2H₂O-4e^-=4H⁺+O₂↑；0.16克CuO；
（3）m與正極相連為陽極，碘離子失電子生成單質(zhì)碘，碘遇到淀粉會變藍色，所以m端濾紙變藍，n為陰極，發(fā)生還原反應(yīng)生成氫氣和KOH，滴加酚酞溶液變紅色，
故答案為：藍；紅；
（4）形成燃料電池，B為正極，氧氣得到電子生成水，電極方程式為O₂+4e^-+4H⁺=2H₂O，故答案為：O₂+4e^-+4H⁺=2H₂O．

點評 本題綜合考查原電池和電解池知識，是高考中的常見題型和重要的考點之一，屬于中等難度的試題，題目有利于培養(yǎng)學生分析問題、解決問題的能力，也有助于培養(yǎng)學生的邏輯思維能力和發(fā)散思維能力，注意根據(jù)電解現(xiàn)象判斷陰陽極和正負極．