Question

有下圖所示裝置：

（1）裝置A中b為       極，電極反應式為                            ，a極反應式為                             ；
（2）裝置B中C為           極，電極反應式為                                                   。
（3）當鐵電極的質量變化為12.8g時，a極上消耗O₂在標準狀況下的體積為            L。
（4）若將裝置B中的CuSO₄溶液更換為100mL滴有酚酞的飽和NaCl溶液，電解一段時間后       極附近顏色變紅，當裝置A中消耗0.05mol氫氣時，裝置B中溶液的pH為               。
（5）若將裝置B改為電解精煉銅，則粗銅作      極，另一極反應為             。

Answer 1

（1）負  2H₂-4e^-+4OH^-=4H₂O。O₂+4e^-+2H₂O =4OH^-。 （2） 陽 4OH^--4e^- = O₂↑+2H₂O
（3） 2.24L。 （4） 陰 14   ( 5) 陽 Cu²⁺+2e^-=Cu。

試題分析：裝置A為原電池，其中b是負極，電極反應式是2H₂-4e^-+4OH^-=4H₂O；電極a是正極，電極反應式是O₂+4e^-+2H₂O =4OH^-。裝置B為電解池，其中C為陽極，電極反應式為4OH^--4e^- = O₂↑+2H₂O。n(Cu)=12.8g÷64g/mol=0.2mol.n(e-)=0.4mol.n(O₂)=0.1mol.所以V(O₂)=2.24L.（4）電解100mL滴有酚酞的飽和NaCl溶液，的方程式為：2NaCl+2H₂O2NaOH+Cl₂↑+H₂↑.由于電解時H⁺在陰極放電產生氫氣逸出，破壞了附近的水的電離平衡促使水繼續電離，最后達到電離平衡，結果C(OH^-)＞C(H⁺)，溶液呈堿性。故一段時間后在陰極附近溶液的顏色變為紅色。若n(H₂)= 0.05mol,n(OH^-)="0.1mol." C(OH^-)=" 0.1mol" ÷0.1L=1mol/L所以C(H⁺)="Kw/" C(OH^-)=10^-14mol/L,所以PH="14." （5）若將裝置B改為電解精煉銅，則粗銅作陽極，另一極反應為Cu²⁺+2e^-=Cu。