Question

某課外活動小組同學用右圖裝置進行實驗，一段時間后在C電極表面有銅析出，試回答下列問題．
（1）A為電源的

負極

極；
（2）E的電極反應式為：

2H⁺+2e^-=H₂↑

；
（3）若甲、乙裝置中的C、D、E、F電極均只有一種單質生成時，對應單質的物質的量之比為

2：1：2：2

；
（4）在常溫下，現用丙裝置給鐵鍍銅，則H電極材料應該是

銅

，當丙中鐵表面析出銅的3.2g時，乙中溶液的PH值為

13

（假設溶液體積為1L）；
（5）在電解一段時間后在甲中加入適量

CuO（若考慮到水開始電解Cu（OH）₂也可以）

可以使溶液恢復到原來的濃度．

Answer 1

分析：（1）根據電解池工作原理判斷C的電極，根據C的電極判斷電源A的電極．
（2）先判斷E的電極，再確定E的電極反應式．
（3）先判斷生成的單質，再根據得失電子數相等判斷其物質的量之比．
（4）根據電鍍原理判斷H電極材料，根據銅與氫離子的關系式計算該溶液的PH．
（5）根據電解生成物判斷．

解答：解：（1）C電極上有銅析出，C電極上發生還原反應，所以C電極是陰極，連接陰極的是負極，所以A為負極，故答案為：負極．
（2）C是陰極，則D是陽極，E是陰極，F是陽極，陽離子在陰極上發生還原反應，溶液中氫離子的放電能力大于鈉離子，所以氫離子放電，故答案為：2H⁺+2e^-=H₂↑
（3）根據離子的放電順序判斷，甲、乙裝置中C、D、E、F四個電極上分別生成的物質是Cu、O₂、H₂、
Cl₂，根據得失電子數相等，這四種物質間的關系式為 2Cu--O₂--2 H₂--2Cl₂，根據物質的量之比等于計量數之比知，物質的量之比為2：1：2：2，故答案為：2：1：2：2．
（4）根據題意知，G為陰極，H為陽極；根據電鍍原理，鍍層在陽極，鍍件在陰極，所以H電極材料應該是銅；
乙裝置中的氫氣來源于水，一個水分子電離成一個氫離子和一個氫氧根離子，兩個氫離子生成一個氫分子，所以氫分子和氫氧根離子的關系式為  H₂ --2 OH ^-；根據得失電子數相等，丙裝置中析出的銅與乙裝置中氫氣的關系式為
   Cu--H₂；所以氫氧根離子和銅的關系式為 
       Cu--2 OH ^-
      64g   2mol  
      3.2g  0.1mol
 所以C（OH^-）=0.1 mol/L，則C（H⁺）=1×10^-13 mol/L，所以PH=13，故答案為：銅；13；
（5）甲裝置中電解反應方程式為 2CuSO₄+2H₂O

電解  .

2Cu+O₂↑+2H₂SO₄
由方程式知，電解出的物質有銅和氧氣，所以加入氧化銅即可，故答案為：CuO（若考慮到水開始電解Cu（OH）₂也可以）

點評：電解池中有關量的計算或判斷：電解池中有關量的計算或判斷主要包括以下幾方面：根據直流電源提供的電量求產物的量、溶液的PH、化學式等，解題依據是得失電子守恒，有如下解題方法：
1、根據電子守恒法計算；
2、根據總反應式計算；
3、根據關系式計算；