Question

（1）把a、b、c、d 四块金属片浸入稀H₂SO₄中，分别用导线两两相连可以组成原电池．a、b相连时，导线上电子由 a→b；c、d相连时，电流由 d→c； a、c相连时 c极上产生大量气泡； b、d相连时，d极发生氧化反应．这4种金属的活动性由强到弱的顺序是

 

（2）王同学想在钥匙上镀上一层铜，设计电解实验时，钥匙应和电源的

 

极相连．
（3）碳作阳极，铜作阴极电解MgCl₂溶液的离子方程式：

 

碳作阴极，铜作阳极电解硫酸钠溶液的化学方程式：

 

（4）用惰性电极电解饱和食盐水，当电源供给0.2mol电子时，停止通电．若此时溶液体积为2L，则所得电解液的pH是

 

．（不考虑气体的溶解）
（5）将含有0.4mol Cu（NO₃）₂和0.4mol KCl的溶液1L，用铂电极电解一段时间后，在一个极析出0.3mol红色物质，则另一个极上放出气体（标准状况下）为

 

L．

Answer 1

分析：（1）形成原电池时，较为活泼的金属为原电池的负极，根据电子转移以及电极反应的现象判断原电池的正负极，可确定金属的活泼性；
（2）在钥匙上镀上一层铜，镀层金属为阳极，镀件金属为阴极；
（3）碳作阳极，铜作阴极电解MgCl₂溶液，阳极生成氯气，阴极生成氢氧化镁和氢气；如铜作阳极，则阳极铜被氧化，阴极生成氢气；
（4）电极饱和食盐水，阳极生成氯气，阴极生成氢气和氢氧化钠，结合电极方程式计算；
（5）阳极生成氯气和氧气，结合电子转移的物质的量计算．

解答：解：（1）a、b相连时，导线上电子由 a→b，说明a为负极，则活泼性a＞b；
c、d相连时，电流由 d→c，则c为负极，金属活泼性c＞d；
a、c相连时 c极上产生大量气泡，c应为正极，金属活泼性c＜a；
b、d相连时，d极发生氧化反应，d为负极，则金属活泼性d＞b，
则活泼性顺序为a＞c＞d＞b，
故答案为：a＞c＞d＞b；
（2）在钥匙上镀上一层铜，钥匙为阴极，应连接电源的负极，故答案为：负；
（3）碳作阳极，铜作阴极电解MgCl₂溶液，阳极生成氯气，阴极生成氢氧化镁和氢气，电解总反应式为Mg²⁺+2Cl^-+2H₂O

电解  .

Mg（OH）₂↓+H₂↑+Cl₂↑，
如铜作阳极，则阳极铜被氧化，阴极生成氢气，电解总反应式为Cu+H₂O

电解  .

Cu（OH）₂+H₂↑，
故答案为：Mg²⁺+2Cl^-+2H₂O

电解  .

Mg（OH）₂↓+H₂↑+Cl₂↑；Cu+H₂O

电解  .

Cu（OH）₂+H₂↑；
（4）用惰性电极电极饱和食盐水，阳极上是氯离子失电子，电极反应为：2Cl^--2e^-═Cl₂↑，阴极上是氢离子得电子，2H⁺+2e^-═H₂↑，总反应为：2NaCl+2H₂O

电解  .

2NaOH+Cl₂↑+H₂↑，当电源提供给0.2mol电子时，根据2H⁺+2e^-═H₂↑可知，生成0.1mol氢气，根据总方程式可知，2NaOH～H₂↑，所以溶液中氢氧根离子，n（OH^-）=0.2mol，此溶液体积为2L，溶液中c（OH^-）=

0.2mol

2L

=0.1moL/L，则pH=13，
故答案为：13；
（5）将含有0.4mol Cu（NO₃）₂和0.4mol KCl的水溶液1L，用惰性电极电解，溶液中的阳离子有Cu²⁺、H⁺、K⁺；移向阴极，发生的电极反应为：Cu²⁺+2e^-=Cu
阴离子Cl^-、OH^-、NO₃^-，移向阳极，电极反应为：2Cl^--2e^-=Cl₂↑，0.3molCu生成转移电子为0.6mol；溶液中氯离子物质的量为0.4mol，全部反应失去电子物质的量为0.4mol，生成氯气为0.2mol，还有0.2mol电子是氢氧根离子失去发生电极反应为：4OH^--4e-=2H₂O+O₂↑生成氧气为0.05mol，所以共生成气体标准状况下生成气体体积为（0.05mol+0.2mol）×22.4L/mol=5.6L，
故答案为：5.6L．

点评：本题考查较为综合，侧重于学生的分析能力和计算能力的考查，为高考常见题型和高频考点，注意把握电解方程式的书写，为解答该题的关键，注意把握离子的放电顺序，难度中等．