Question

4．如图所示装置，c、d两极是石墨电极，回答下列问题：
（1）b是负极，c是阳极；
（2）若电解质溶液是CuCl₂，则c、d两电极的电极反应式是c：2Cl^--2e^-=C1₂↑，d：Cu²⁺+2e^-=Cu；
（3）若电解质溶液是滴有酚酞的Na₂SO₄溶液，在电解过程中除观察到两极上产生气泡外，d极附近溶液出现红色
（4）若电解质溶液是CuSO₄溶液，则c电极上发生的电极反应式是4OH^--4e^-=O₂+2H₂O，随着电解的进行，溶液的pH将减小（填“增大”、“减小”、“不变”），电解一段时间溶液仍为蓝色时停止电解，d电极增重了6.4g则c电极产生的气体的体积为（在标况下）1.12L．

Answer 1

分析 （1）根据图中电流的流向判断正负极，电解池中与负极相连的为阴极，与之间相连的为阳极；
（2）阳极上氯离子失电子生成氯气，根据氯气的氧化性检验；阴极铜离子得电子生成铜单质；
（3）根据电解滴有酚酞的饱和Na₂SO₄溶液，本质是电解水，阳极c生成氧气，阴极d生成氢气，剩余氢氧根离子；将直流电源拆除相当于氢氧燃料电池，c极为正极氧气得电子生成氢氧根，据此分析；
（4）电解质溶液是CuSO₄溶液，则c电极为氢氧根失电子生成氧气，阴极上铜离子放电，电池反应式为：2CuSO₄+2H₂O$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$2Cu+O₂↑+2H₂SO₄；根据得失电子守恒计算生成氧气的体积．

解答 解：（1）由图可知电流从a流向b，则a为电池的正极，b为负极，c与正极相连，所以c为阳极；故答案为：负；阳；
（2）阳极上氯离子失电子生成氯气，其电极反应式为：2Cl^--2e^-=C1₂↑；阴极上铜离子得电子生成铜，其电极反应式为：Cu²⁺+2e^-=Cu，故答案为：2Cl^--2e^-=C1₂↑；Cu²⁺+2e^-=Cu；
（3）电解滴有酚酞的饱和Na₂SO₄溶液，本质是电解水，阳极c生成氧气，阴极d生成氢气，剩余氢氧根离子，所以d极附近溶液出现红色；故答案为：d；
（4）电解质溶液是CuSO₄溶液，则c电极为氢氧根失电子生成氧气，反应式为：4OH^--4e^-=O₂+2H₂O，阴极上铜离子放电，电池反应式为：2CuSO₄+2H₂O$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$2Cu+O₂↑+2H₂SO₄，所以溶液中氢离子浓度增大，溶液的pH减小，由总反应，阳极放出氧气，阴极析出铜，生成1mol氧气需要电子为4mol，生成1molCu需要电子为1mol，即每有2mol铜生成，此时生成1mol氧气，6.4gCu的物质的量为0.1mol，故生成氧气为0.05mol，那么体积为0.05mol×22.4L/mol=1.12L，
故答案为：4OH^--4e^-=O₂+2H₂O；减小；1.12．

点评 本题考查原电池与电解池的工作原理，明确离子放电顺序、电极反应式的书写即可解答，难度不大．