Question

如圖所示，U形管內(nèi)盛有100mL的溶液，按要求回答下列問題：

（1）打開K₂ ，合并K₁，若所盛溶液為CuSO₄溶液：則A為    極， A極的電極反應(yīng)式為           。若所盛溶液為KCl溶液：則B極的電極反應(yīng)式為       
（2）打開K₁，合并K₂，若所盛溶液為滴有酚酞的NaCl溶液，則：
①A電極附近可觀察到的現(xiàn)象是                 ，Na⁺移向       極（填A(yù)、B）
②B電極上的電極反應(yīng)式為              ，
總反應(yīng)化學(xué)方程式是                   。
③反應(yīng)一段時(shí)間后打開K₂,若忽略溶液的體積變化和氣體的溶解，B極產(chǎn)生氣體的體積（標(biāo)準(zhǔn)狀況）為11.2mL，將溶液充分混合，溶液的pH約為          。若要使電解質(zhì)溶液恢復(fù)到原狀態(tài)，需向U形管內(nèi)加入或通入一定量的            。[ pH=-lgc(H⁺) ]

Answer 1

（1）①負(fù)、Cu²⁺+2e^-=Cu；O₂+2H₂O+4e^-==4OH^-
（2）①該裝置是電解池，碳棒是陽極，鋅棒是陰極，電解時(shí)，鋅棒上氫離子放電生成氫氣，同時(shí)電極附近生成氫氧根離子導(dǎo)致溶液呈堿性，加入酚酞后溶液變紅；故答案為：產(chǎn)生無色氣泡，電極附近溶液變紅；②A；
②電解時(shí)，陽極上氯離子放電生成氯氣，陰極上氫離子放電生成氫氣，同時(shí)溶液中生成氫氧化鈉，所以電池反應(yīng)式為2NaCl+2H₂O2NaOH+H₂↑+Cl₂↑；
③12；HCl

解析試題分析：：（1）①該裝置是原電池，鋅作負(fù)極，碳作正極，正極上銅離子得電子生成銅發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式為Cu²⁺+2e^-=Cu；所盛溶液為KCl溶液，為吸氧腐蝕，正極B極的電極反應(yīng)式O₂+2H₂O+4e^-==4OH^-；
（2）打開K₁，合并K₂，若所盛溶液為滴有酚酞的NaCl溶液，①該裝置是電解池，碳棒是陽極，鋅棒是陰極，電解時(shí)，鋅棒上氫離子放電生成氫氣，同時(shí)電極附近生成氫氧根離子導(dǎo)致溶液呈堿性，加入酚酞的溶液變紅；溶液中的Na⁺向陰極移動(dòng)，即向A電極移動(dòng)；
②電解時(shí)，陽極B上氯離子放電生成氯氣：2Cl^—2e^-==Cl₂↑，陰極上氫離子放電生成氫氣，同時(shí)溶液中生成氫氧化鈉，所以電池反應(yīng)式為2NaCl+2H₂O2NaOH+H₂↑+Cl₂↑；
③由②可知，B極產(chǎn)生（標(biāo)準(zhǔn)狀況）為11.2mLCl₂，生成0.001molNaOH。故c(OH^-)=0.01mol/L，c(H⁺)=K_w/c(OH^-)=10^-14/0.01mol/L=10^-12 mol/L，故pH=12。兩極逸出的氣體分別是H₂和Cl₂，故要使電解質(zhì)溶液恢復(fù)到原狀態(tài)，需向U形管內(nèi)通入一定量的HCl氣體。
考點(diǎn)：原電池和電解池的反應(yīng)原理，有關(guān)溶液pH的計(jì)算。