Question

12．某小組為研究電化學原理，設計如圖所示裝置：
（l）a和b不相連，c是銅片，d是鋅片，m是稀硫酸，鋅片上的現(xiàn)象是有大量氣泡生成．
（2）a和b用導線相連：
①c是石墨電極，d是銅片，m是硝酸銀溶液，電池總反應的離子方程式是Cu+2Ag⁺=Cu²⁺+2Ag．
②c、d是Pt電極，m是稀硫酸．分別向兩極通入甲烷和氧氣，通入甲烷的一極是
負極（填“正極”或“負極”），電極反應式是CH₄+2H₂O-8e^-=CO₂+8H⁺．
（3）a和b分別連接直流電源：
①利用該裝置實現(xiàn)粗銅的精煉，粗銅應做陽極（填“陰極”或“陽極”）．
②c、d是石墨電極，m是NaCl溶液，向溶液中滴加幾滴酚酞試液．實驗開始后c極首先出現(xiàn)紅色，則b連接直流電源的正極（填“正極”或“負極”），通電時總反應的方程式是2Cl^-+2H₂O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$2OH^-+Cl₂↑+H₂↑，檢驗d極氣體產(chǎn)物的方法是能使?jié)駶櫟牡矸跭I試紙變藍．

Answer 1

分析 （1）a和b不相連，Zn與稀硫酸反應置換出氫氣；
（2）①c是石墨電極，d是銅片，m是硝酸銀溶液，電池中總反應為Cu與銀離子的置換反應；
②c、d是Pt電極，m是稀硫酸，分別向兩極通入甲烷和氧氣，形成燃料電池，通入燃料的為負極發(fā)生氧化反應；
（3）①電解精煉，粗銅作陽極，精銅作陰極；
②電解NaCl溶液時，陰極生成氫氣和氫氧根離子，陽極上生成氯氣，氯氣能使?jié)駶櫟牡矸跭I試紙變藍．

解答 解：（1）a和b不相連，Zn與稀硫酸反應置換出氫氣，所以鋅片上有大量氣泡生成；
故答案為：有大量氣泡生成；
（2）①c是石墨電極，d是銅片，m是硝酸銀溶液，電池中總反應為Cu與銀離子的置換反應，反應離子方程式為：Cu+2Ag⁺=Cu²⁺+2Ag；
故答案為：Cu+2Ag⁺=Cu²⁺+2Ag；
②c、d是Pt電極，m是稀硫酸，分別向兩極通入甲烷和氧氣，形成燃料電池，通入燃料的為負極，則通入甲烷的一極是負極，酸性條件下，甲烷失電子生成二氧化碳和氫離子，則負極的電極反應式為：CH₄+2H₂O-8e^-=CO₂+8H⁺；
故答案為：負極；CH₄+2H₂O-8e^-=CO₂+8H⁺；
（3）①電解精煉，粗銅失電子逐漸溶解，所以粗銅作陽極，銅離子在陰極上得電子，所以精銅作陰極；故答案為：陽極；
②c、d是石墨電極，m是NaCl溶液，向溶液中滴加幾滴酚酞試液，陰極生成氫氣和氫氧根離子，所以陰極附近先變紅色，則c為陰極，b為陽極，所以b與電源的正極相連，電解的離子方程式為：2Cl^-+2H₂O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$2OH^-+Cl₂↑+H₂↑；陽極上生成氯氣，氯氣能使?jié)駶櫟牡矸跭I試紙變藍，所以用濕潤的淀粉KI試紙檢驗氯氣；
故答案為：正極；2Cl^-+2H₂O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$2OH^-+Cl₂↑+H₂↑；能使?jié)駶櫟牡矸跭I試紙變藍．

點評 本題考查學生化學反應、原電池原理的應用和電解原理的應用，明確原電池和電解池的工作原理及所發(fā)生的氧化還原反應是解答本題的關(guān)鍵，題目難度中等，側(cè)重于考查學生對基礎(chǔ)知識的應用能力．