Question

5．某興趣小組設(shè)計如圖微型實驗裝置．實驗時，先斷開K2，閉合K1，兩極均有氣泡產(chǎn)生；一段時間后，斷開K1，閉合K2，發(fā)現(xiàn)電流表A指針偏轉(zhuǎn)．下列有關(guān)描述正確的是（　　）

• A． 斷開K2，閉合K1時，總反應(yīng)的離子方程式為：2H⁺+2Cl^-$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$Cl₂↑+H₂↑
• B． 斷開K1，閉合K2時，銅電極作正極
• C． 斷開K2，閉合K1時，石墨電極附近溶液變紅
• D． 斷開K1，閉合K2時，銅電極上的電極反應(yīng)為：H₂-2e^-=2H⁺

Answer 1

分析 A．斷開K₂，閉合K₁時，是電解池裝置，兩極均有氣泡產(chǎn)生，說明兩極產(chǎn)生的氣體分別是氫氣和氯氣，因此活潑金屬Cu不能做陽極；
B．斷開K₁，閉合K₂時，發(fā)現(xiàn)電流表指針偏轉(zhuǎn)，證明是原電池反應(yīng)，形成氫氯燃料電池，石墨電極作正極，發(fā)生還原反應(yīng)；
C．斷開K₂，閉合K₁時，是電解池裝置，兩極均有氣泡產(chǎn)生，石墨做陽極，溶液中氯離子離子失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，銅做陰極，氫離子得到電子發(fā)生還原反應(yīng)，依據(jù)水的電離平衡，氫氧根離子濃度增大；
D．斷開K₁，閉合K₂時，發(fā)現(xiàn)電流表指針偏轉(zhuǎn)，證明是原電池反應(yīng)，銅作原電池負極．

解答 解：A．斷開K₂，閉合K₁時，是電解池裝置，電解飽和食鹽水的總反應(yīng)的離子方程式為2H₂O+2Cl^-$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$Cl₂↑+H₂↑+2OH^-，故A錯誤；
B．斷開K₁，閉合K₂時，發(fā)現(xiàn)電流表指針偏轉(zhuǎn)，證明是原電池反應(yīng)，形成氫氯燃料電池，據(jù)上述分析可知，Cu電極上產(chǎn)生了氫氣，石墨電極上產(chǎn)生了氯氣，因此石墨電極作正極，故B錯誤；
C．斷開K₂，閉合K₁時，是電解池裝置，兩極均有氣泡產(chǎn)生，說明兩極產(chǎn)生的氣體分別是氫氣和氯氣，因此活潑金屬Cu不能做陽極，Cu做陰極，石墨做陽極，陽極上（石墨電極上）氯離子離子失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，陰極上（Cu電極上）氫離子得到電子發(fā)生還原反應(yīng)，依據(jù)水的電離平衡，氫氧根離子濃度增大酚酞變紅，故C錯誤；
D．斷開K₁，閉合K₂時，發(fā)現(xiàn)電流表指針偏轉(zhuǎn)，證明是原電池反應(yīng)，形成氫氯燃料電池，據(jù)上述分析可知，Cu電極上產(chǎn)生的是氫氣，此時銅作負極，燃料氫氣在負極失去電子發(fā)生氧化還應(yīng)，電極反應(yīng)式為：H₂-2e^-=2H⁺，故D正確；
故選D．

點評 本題綜合考查電解池和原電池知識，注意把握電化學工作原理，為高考常見題型，側(cè)重于學生的分析能力的考查，有利于培養(yǎng)學生的良好的科學素養(yǎng)，難度中等．