Question

14．下列四種裝置中，①盛200mL0.05mol/L硫酸銅溶液，②盛200mL0.05mol/L硫酸，③盛200mL0.05mol/L硫酸鋅溶液，④盛200mL0.1mol/L氯化鉀溶液

（1）上述四種裝置中，為電解池的是①③④（用編號回答）
（2）用離子方程式回答：通電時裝置①中的總反應式是2Cu²⁺+2H₂O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$O₂↑+4H⁺+2Cu；
（3）工作一段時間后，測得導線上均通過0.02mole^-，則上述四種裝置中溶液pH最小的溶液其pH為②（溶液體積變化忽略不計）；
（4）若將裝置④中的外加電源正負極對換，則電極反應方程式是（注明電極名稱）陰極：2H⁺+2e^-=H₂↑，陽極：2Fe-4e^-=2Fe²⁺．

Answer 1

分析 （1）有外加直流電源的為電解池；與電源正極相連的電極為陽極發(fā)生氧化反應；
（2）裝置①中是用惰性電極電解硫酸銅溶液，陽極上氫氧根離子放電，電極反應式為4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑，陰極上銅離子放電，電極反應式為Cu²⁺+2e^-=Cu，所以通電時裝置①中的總反應式是2Cu²⁺+2H₂O═O₂↑+4H⁺+2Cu；
（3）根據各個裝置中氫離子或氫氧根離子濃度變化判斷；
（4）若將裝置④中的外加電源正負極對換，所以鐵是陽極，陽極：2Fe-4e^-=2Fe²⁺，陰極：2H⁺+2e^-=H₂↑．

解答 解：（1）有外接電源的屬于電解池，沒有外接電源的屬于原電池，所以屬于電解池的是①③④，
故答案為：①③④；
（2）裝置①中是用惰性電極電解硫酸銅溶液，陽極上氫氧根離子放電，電極反應式為4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑，陰極上銅離子放電，電極反應式為Cu²⁺+2e^-=Cu，所以通電時裝置①中的總反應式是2Cu²⁺+2H₂O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$O₂↑+4H⁺+2Cu，故答案為：2Cu²⁺+2H₂O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$O₂↑+4H⁺+2Cu；
（3）①電解硫酸銅溶液時，陽極上水電離出來的氫氧根離子放電，陰極上銅離子放電，導致溶液中氫離子濃度增大，酸性增強，pH減小；
②中鋅失電子發(fā)生氧化反應，氫離子得電子發(fā)生還原反應，導致溶液中氫離子濃度減小，溶液的PH增大，溶液始終顯酸性；
③中陽極上鋅失電子發(fā)生氧化反應，陰極上鋅離子放電，導致溶液中氫離子濃度不變，pH不變；
④中陽極上氯離子放電，陰極上氫離子放電，導致溶液中氫離子濃度減小，溶液的PH增大，溶液顯堿性，
所以則上述四種裝置中溶液pH最小的是②，
故選②；
（4）若將裝置④中的外加電源正負極對換，所以鐵是陽極，陽極：2Fe-4e^-=2Fe²⁺，陰極：2H⁺+2e^-=H₂↑，故答案為：陰極：2H⁺+2e^-=H₂↑；陽極：2Fe-4e^-=2Fe²⁺．

點評 本題考查了原電池和電解池原理，明確離子放電順序是解本題關鍵，難度不大．