Question

按下圖所示裝置進行實驗，并回答下列問題：

（1）判斷裝置的名稱：A池為          ，B池為         。
（2）鋅極為        極，電極反應式為                       ；銅極為       極，電極反應式為                        ；石墨棒C₁為      極，電極反應式為                     ；石墨棒C₂附近發生的實驗現象為       ，反應結束后，B池溶液的pH值       。(增大、減小、不變，忽略氣體溶于水) 。
（3）當C₂極析出224 mL氣體（標準狀況下），鋅的質量     （增加或減少）         g。

Answer 1

（1）原電池(1分) 電解池(1分)
（2）負極（1分）Zn-2e^-=Zn²⁺ （2分）正極（1分）Cu²⁺+2e^-="Cu" （2分）
陽極（1分） 2Cl^--2e-=Cl₂↑，（2分） 有氣體生成，溶液變紅（2分） 增大（1分）
（3）減少 （1分）  0.65（1分）

試題分析：（1）鋅與硫酸銅可以發生自發的氧化還原反應，因此A裝置是原電池。B裝置中電極均是惰性電極，屬于電解池。
（2）原電池中較活潑的金屬作負極，則鋅是負極失去電子，發生氧化反應，電極反應式為Zn-2e^-=Zn²⁺；銀是正極，溶液中的銅離子在正極得到電子發生還原反應，電極反應式為Cu²⁺+2e^-=Cu。C₁電極與原電池的正極相連作陽極，溶液中的氯離子放電，電極反應式為2Cl^--2e-=Cl₂↑。C₂電極與原電池的負極相連作陰極，溶液中的氫離子放電，電極反應式為2H^＋＋2e^－＝H₂↑。由于氫離子放電破壞陰極周圍水的電離平衡，導致陰極周圍氫離子濃度小于氫氧根離子濃度，溶液顯堿性，堿能使酚酞顯紅色。B裝置中總的化學方程式為2KCl＋2H₂O2KOH＋H₂↑＋Cl₂↑，即裝置中有氫氧化鉀強堿生成，因此溶液的堿性增強。
（3）若工作一段時間后，生成標準狀況下氫氣224ml，其物質的量是0.01mol，轉移電子的物質的量是0.02mol。根據電子轉移守恒可知消耗鋅的物質的量是0.01mol，質量減少0.01mol×65g/mol＝0.65g。