Question

（14分）CuSO4溶液是中學化學及工農業(yè)生產中常見的一種試劑。

（1）配制CuSO4溶液時，需加入一定量的硫酸溶液，用離子方程式說明其原因是 。

（2）利用配制的CuSO4溶液及如圖所示裝置，進行以下實驗探究。

①圖一是根據(jù)反應Zn＋CuSO4 Cu＋ZnSO4設計成的鋅銅原電池。甲池中的電解質溶液為 （填化學式）______________，Cu極的電極反應式是__________________，鹽橋中是含有瓊膠的KCl飽和溶液，電 池工作時Cl－向________(填“甲”或“乙”)池移動。

②圖二中，Ⅰ是氫氣燃料電池(電解質溶液為KOH溶液)的結構示意圖，電池總反應為：2H2＋O2＝2H2O。該同學想在Ⅱ中實現(xiàn)鐵上鍍銅，則a處加入的是________(填“H2”或“O2”)，b處電極上發(fā)生的電極反應式是_____________________。

③若把圖二Ⅱ中電極均換為惰性電極且CuSO4溶液足量，電解時的化學反應方程式為 ，

一段時間后，反應停止。下列物質能使Ⅱ池恢復到反應前濃度的是________(填選項字母)。

A．Cu B．CuO C．CuCO3 D．Cu(OH)2

Answer 1

（1）Cu2＋＋2H2OCu(OH)2＋2H＋（2分）[（2）①ZnSO4 （1分）； Cu2＋＋2e－ Cu（2分）；（1分）② H2（2分）；O2＋2H2O＋ 4e－ 4 OH－（2分） ③2CuSO4 + 2H2O2Cu +2H2SO4 +O2↑ ；BC（2分）

【解析】

試題分析：（1）CuSO4是強酸弱堿鹽，Cu2+水解會產生Cu(OH)2，為了使Cu(OH)2雜質更少，配制CuSO4溶液時，需加入一定量的硫酸溶液，來抑制Cu2+的水解，Cu2+水解離子方程式為：Cu2＋＋2H2OCu(OH)2＋2H＋（2）①鋅銅原電池中鋅所在的電解質溶液通常用鋅的可溶性鹽，常用的是ZnSO4，Cu極是正極，Cu2+在正極得到電子，電極反應為：Cu2＋＋2e－ Cu，原電池中陰離子向負極移動，所以電池工作時Cl－向甲池移動。②在Ⅱ中實現(xiàn)鐵上鍍銅那么鐵做陰極，接電源的負極，銅做陽極接電源的正極，則a是負極，燃料電池中燃料在負極反應，故a通入的是H2，O2 在b處電極上發(fā)生反應，電解質溶液是堿性的，故電極反應為：O2＋2H2O＋ 4e－ 4 OH－③電解CuSO4溶液的反應方程式為：2CuSO4 + 2H2O2Cu +2H2SO4 +O2↑，電解后溶液中失去的是Cu和O2，可以看做是CuO，所以要恢復要原來的濃度再加入適量的CuO即可，也可以加入CuCO3，CuCO3與溶液的硫酸反應生成CO2，相當于加入的是CuO，加入Cu，不反應，不能回復要原來的濃度，加入Cu(OH)2會有更多的水生成，會使得濃度比原來低。

考點：水解鹽類溶液的配制，燃料電池的工作原理、電解池的工作原理、電極反應的書寫。