Question

【題目】電解原理和原電池原理是電化的兩個(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_______________________。反應(yīng)前，電極質(zhì)量相等，一段時(shí)間后，兩電極質(zhì)量相差12g，導(dǎo)線中通過(guò)_______mol電子。

（2）其他條件不變，若將CuCl2溶液換為NH4Cl溶液，石墨電極的反應(yīng)式為________________。

（3）如圖2，其他條件不變，若將鹽橋換成彎銅導(dǎo)線與石墨相連成n型，則乙裝置中石墨(1)為____極（填正、負(fù)、陰、陽(yáng)），乙裝置中石墨(2)電極上發(fā)生的反應(yīng)式為_________________。

（4）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_______________。

Answer 1

【答案】 Fe+Cu2+=Cu+Fe2+ 0.2 2H++2e-=H2↑或2NH4++2e-=2NH3+H2↑ 陰 2Cl--2e-=Cl2↑ 1

【解析】(1)根據(jù)自發(fā)氧化還原反應(yīng)知識(shí)來(lái)書寫，并根據(jù)兩極反應(yīng)結(jié)合兩極質(zhì)量變化進(jìn)行計(jì)算；

(2)氯化銨中，銨根離子水解導(dǎo)致溶液顯示酸性，正極生成氫氣；

(3)其他條件不變，若將鹽橋換成彎銅導(dǎo)線與石墨相連成n型，則乙裝置是電解池，甲裝置是原電池；

(4)陰極反應(yīng)：Cu2++2e-=Cu，當(dāng)該極增重1.28g即0.02mol時(shí)，轉(zhuǎn)移電子是0.04mol，結(jié)合總反應(yīng)式為2CuSO4+2H2O2Cu+2H2SO4+O2↑計(jì)算pH。

(1)設(shè)計(jì)的原電池裝置的自發(fā)氧化還原反應(yīng)是：Fe+Cu2+=Cu+Fe2+，設(shè)電子轉(zhuǎn)移量是x，則64g/mol×0.5x+56g/mol×0.5x=12g，解得x=0.2mol，故答案為：Fe+Cu2+=Cu+Fe2+；0.2；

(2)氯化銨中，銨根離子水解導(dǎo)致溶液顯示酸性，實(shí)質(zhì)是：NH4++H2ONH3H2O+H+，正極發(fā)生2H++2e-=H2↑，故答案為：2H++2e-=H2↑；

(3)其他條件不變，若將鹽橋換成彎銅導(dǎo)線與石墨相連成n型，則乙裝置是電解池，甲裝置是原電池，Fe是負(fù)極，Cu絲是正極，所以其中與銅線相連石墨電極是陽(yáng)極，該極上發(fā)生的反應(yīng)式為2Cl--2e-=Cl2↑，故答案為：陰；2Cl--2e-=Cl2↑；

(4)陰極反應(yīng)：Cu2++2e-=Cu，當(dāng)該極增重1.28g即0.02mol時(shí)，轉(zhuǎn)移電子是0.04mol，總反應(yīng)式為2CuSO4+2H2O2Cu+2H2SO4+O2↑，可知生成0.04molH+，

則c(H+)==0.1mol/L，pH=1，故答案為：1。