Question

【題目】電解原理和原電池原理是電化學(xué)的兩個(gè)重要內(nèi)容，某興趣小組做如下探究實(shí)驗(yàn)：

（1）如圖 1 為某實(shí)驗(yàn)小組依據(jù)氧化還原反應(yīng)設(shè)計(jì)的原電池裝置，該反應(yīng)的離子方程式為 ________________。

（2）如圖 2，其他條件不變，將鹽橋換成彎曲的銅導(dǎo)線與石墨相連成 n 形后，如果電流計(jì)指針也能偏轉(zhuǎn)，則乙裝置中石墨(1)為 __________________________極， 乙裝置中石墨(2)電極上發(fā)生的反應(yīng)式為 ___________________________。

（3）在圖2乙裝置中改為加入 400 mL CuSO4 溶液，一段時(shí)間后，若電極質(zhì)量增重1.28g，則此時(shí)溶液的pH 為 ____________________________。

（4）以 H2、O2、熔融鹽 Na2CO3 組成燃料電池，采用電解法制備 Fe（OH）2，裝置如圖3所示。

①石墨Ⅱ電極上的電極反應(yīng)式為 __________________________。

②通電一段時(shí)間后，右側(cè)玻璃管中產(chǎn)生大量的白色沉淀，且較長時(shí)間不變色．則下列說法中正確的是_。

a．X、Y 兩端都必須用鐵作電極

b．可以用 NaOH 溶液作為電解液

c．陰極發(fā)生的反應(yīng)是：2H2O+2e﹣═H2↑+2OH﹣

d．Y 端是電解池的陰極

Answer 1

【答案】Fe+Cu2+=Fe2++Cu 陰 2Cl-—2e-= Cl2↑ 1 O2+2CO2+4e-= 2CO32- B、C

【解析】

（1）圖1為雙液原電池，其中Fe為負(fù)極，Fe-2e-= Fe2+，石墨為正極，電解質(zhì)溶液中的Cu2+得到電子生成Cu附著在石墨表面，電極反應(yīng)為Cu2++2e-=Cu；

（2）將鹽橋換成彎曲的銅導(dǎo)線與石墨相連成 n 形后，甲側(cè)為原電池，乙側(cè)為電解池，原電池中，鐵做負(fù)極，失電子，電極反應(yīng)為：Fe-2e-= Fe2+，銅作正極， O2+2H2O+4e-= 4OH-，電解池中，石墨2為陽極，2Cl--2e-=Cl2↑，石墨1為陰極，Cu2++2e-=Cu；

（3）圖2中乙裝置為電解池，電極反應(yīng)為：Cu2++2e-=Cu，當(dāng)電極質(zhì)量增重1.28g即0.02mol時(shí)，轉(zhuǎn)移電子0.04mol，結(jié)合總反應(yīng)2CuSO4+2H2O2Cu+2H2SO4+O2進(jìn)行計(jì)算；

（4）①根據(jù)裝置可知，石墨電極I通入H2發(fā)生氧化反應(yīng)，作負(fù)極；

②石墨電極I通入H2發(fā)生氧化反應(yīng)，作負(fù)極，石墨電極II通入氧氣，發(fā)生還原反應(yīng)為正極，電解時(shí)，X為陰極，Y為陽極，鐵作陽極失電子生成Fe2+，X電極H+得電子生成H2，OH-濃度增大，與Fe2+結(jié)合生成氫氧化亞鐵沉淀，據(jù)此分析解答。

（1）該裝置為雙液原電池，其中Fe為負(fù)極，Fe-2e-= Fe2+，石墨為正極，電解質(zhì)溶液中的Cu2+得到電子生成Cu附著在石墨表面，電極反應(yīng)為Cu2++2e-=Cu，該氧化還原反應(yīng)為：Fe+Cu2+=Fe2++Cu；

（2）將鹽橋換成彎曲的銅導(dǎo)線與石墨相連成 n 形后，甲側(cè)為原電池，乙側(cè)為電解池，原電池中，鐵做負(fù)極，銅作正極，電解池中，石墨2與電源正極相連，為陽極，2Cl--2e-=Cl2↑，石墨1與電源負(fù)極相連，為陰極；

（3）電極質(zhì)量增重1.28g即0.02mol時(shí)，轉(zhuǎn)移電子0.04mol，生成H+0.04mol，c(H+)==0.1mol/L，pH=1；

（4）（4）①根據(jù)裝置可知，石墨電極I通入H2發(fā)生氧化反應(yīng)，作負(fù)極，電解反應(yīng)為：O2+2CO2+4e-= 2CO32-；

② A.X、Y兩端，陽極Y是鐵電極，X不一定用鐵作電極，石墨作電極也可以，A項(xiàng)錯(cuò)誤；

B.電解過程是陰極上H+放電得到溶液中的OH-，與Fe2+結(jié)合生成氫氧化亞鐵，因此可以用NaOH 溶液作為電解液，B項(xiàng)正確；

C.陰極發(fā)生的是同業(yè)中的H+得電子生成H2的反應(yīng)，電極反應(yīng)為：2H2O+2e﹣═H2↑+2OH﹣，C項(xiàng)正確；

D. 電解時(shí)，X為陰極，Y為陽極，D項(xiàng)錯(cuò)誤；

答案選BC。