Question

【題目】如圖當(dāng)線路接通時(shí)，發(fā)現(xiàn)M(用石蕊試液浸潤(rùn)過(guò)的濾紙)a端顯藍(lán)色，b端顯紅色，且知甲中電極材料是鋅、銀，乙中電極材料是鉑�；卮穑�

(1)甲、乙分別是什么裝置_____________、______________。

(2)A電極材料為_____________，B電極上的電極反應(yīng)為：______________。

(3)請(qǐng)解釋a處變藍(lán)的原因：________________

(4)已知乙中溶液體積為100 mL，當(dāng)B上析出0.32 g紅色物質(zhì)時(shí)，此時(shí)乙中溶液的pH=__________(不考慮溶液體積的變化，溫度為室溫)。

Answer 1

【答案】原電池 電解池或電解槽 Zn Cu2++2e-=Cu a端為電解池的陰極，水電離出的H+放電，使水電離平衡右移，溶液中c(OH-)>c(H+)，溶液呈堿性，使石蕊試液變藍(lán) 13

【解析】

線路接通時(shí)，發(fā)現(xiàn)M(用石蕊試液浸潤(rùn)過(guò)的濾紙)a端顯藍(lán)色，則a端為堿性，氫離子放電，a極為陰極；b端顯紅色，則b端為酸性，氫氧根離子放電，b極是陽(yáng)極。根據(jù)電解原理可知：和電源的正極相連的是陽(yáng)極，和電源的負(fù)極相連的是陰極，根據(jù)原電池、電解池的構(gòu)成條件以及工作原理知識(shí)來(lái)回答。

線路接通時(shí)，發(fā)現(xiàn)M(用石蕊試液浸潤(rùn)過(guò)的濾紙)a端顯藍(lán)色，則a端為堿性，氫離子放電，a極為陰極；b端顯紅色，則b端為酸性，氫氧根離子放電，b極是陽(yáng)極。

(1)甲中電極材料是鋅、銀，有活動(dòng)性不同的電極，與電解質(zhì)溶液形成了閉合回路，Zn能夠與CuSO4溶液自發(fā)進(jìn)行氧化還原反應(yīng)，因此甲池為原電池，Zn作負(fù)極，Ag作正極；乙池中兩個(gè)電極都是鉑電極，與原電池相連形成閉合回路，則乙池為電解池；

(2)根據(jù)上述分析可知a為陰極，與電源負(fù)極連接；b為陽(yáng)極，與電源的正極連接。由于甲池為原電池，金屬活動(dòng)性Zn>Ag，所以Zn為負(fù)極，Ag為正極，所以甲池中與a連接的電極A為Zn電極，與b連接的電極B為Ag電極，正極Ag上溶液中的Cu2+得到電子，發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式為：Cu2++2e-=Cu；

(3)a處與電源負(fù)極連接，為電解池的陰極，石蕊試液中的水電離產(chǎn)生的H+不斷放電，破壞了負(fù)極的水的電離平衡，使水的電離平衡正向移動(dòng)，最終達(dá)到平衡時(shí)，附近溶液中c(OH-)>c(H+)，溶液顯堿性，因此使石蕊試液變藍(lán)色；

(4)B電極發(fā)生反應(yīng)：Cu2++2e-=Cu，當(dāng)B上析出0.32 g紅色物質(zhì)時(shí)，產(chǎn)生Cu的物質(zhì)的量是n(Cu)==0.005 mol，則轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為n(e-)=2n(Cu)=0.01 mol，乙池總反應(yīng)方程式為：2NaCl+2H2OCl2↑+H2↑+2NaOH，根據(jù)方程式可知：每產(chǎn)生2 mol NaOH時(shí)，轉(zhuǎn)移2 mol電子。由于在同一閉合回路中電子轉(zhuǎn)移數(shù)目相等，所以轉(zhuǎn)移0.01 mol電子時(shí)，反應(yīng)產(chǎn)生NaOH的物質(zhì)的量是0.01 mol，乙池溶液體積是100 mL，則反應(yīng)產(chǎn)生NaOH溶液的濃度為c(NaOH)==0.1 mol/L，則溶液中c(H+)=mol/L=10-13 mol/L，所以該溶液的pH=13。