Question

CuSO₄溶液是中學化學及工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中常見的一種試劑。

（1）某同學配制CuSO₄溶液時，向盛有一定量硫酸銅晶體的燒杯中加入適量的蒸餾水，并不斷攪拌，結(jié)果得到懸濁液。他認為是固體沒有完全溶解，于是對懸濁液加熱，結(jié)果發(fā)現(xiàn)渾濁更明顯了，隨后，他向燒杯中加入了一定量的       溶液，得到了澄清的CuSO₄溶液。

（2）該同學利用制得的CuSO₄溶液，進行以下實驗探究。

①圖一是根據(jù)反應Zn + CuSO₄== Cu + ZnSO₄設(shè)計成的鋅銅原電池。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K⁺向      移動（填“甲”或“乙”）。

②圖二中，Ⅰ是甲烷燃料電池（電解質(zhì)溶液為KOH溶液）的結(jié)構(gòu)示意圖，該同學想在Ⅱ中實現(xiàn)鐵上鍍銅，則b處通入的是       （填“CH₄”或“O₂”），a處電極上發(fā)生的電極反應式是        ；當銅電極的質(zhì)量減輕3.2g，則消耗的CH₄在標準狀況下的體積為      L。

（3）反應一段時間后，燃料電池的電解質(zhì)溶液完全轉(zhuǎn)化為K₂CO₃溶液，以下關(guān)系正確的是     。

A．c(K⁺)+c(H⁺)=c(HCO₃^-)+ c(CO₃^2-)+c(OH^-)

B．c(OH^-)=c(H⁺)+c(HCO₃^-)+2c(H₂CO₃)

C．c(K⁺)>c(CO₃^2-)>c(H⁺)>c(OH^-)

D．c(K⁺)>c(CO₃^2-)>c(OH^-)>c(HCO₃^-)

E．c(K⁺)= 2c(CO₃^2-)+ c(HCO₃^-)+c(H₂CO₃)

 

Answer 1

【答案】

（1）硫酸；

（2）①Cu²⁺+2e-═Cu；乙；

②O₂；CH₄-8e^-+10OH^-=CO₃^2-+7H₂O；0.28L；

（3）BD．

【解析】

試題分析：（1）硫酸銅水解生成氫氧化銅而使溶液渾濁，加少量硫酸抑制硫酸銅水解。（2）圖一中Zn是負極、Cu是正極。Cu極電極反應為Cu²⁺+2e^-=Cu。鹽橋中陽離子向正極遷移。圖二中左邊是燃料電池，右邊是電解池。要實現(xiàn)鐵上鍍銅，則鐵作陰極，銅作陽極，所以a處通CH₄、b處通O₂。A處電極反應為CH₄-8e^-+10OH^-=CO₃^2-+7H₂O。4Cu～8e^-～CH₄，所以當銅溶解0.05mol時，消耗CH₄0.0125mol。（3）碳酸鉀溶液中電荷守恒式為c(K⁺)+c(H⁺)=c(HCO₃^-)+2c(CO₃^2-)+c(OH^-)，A錯誤；物料守恒式為c(K⁺)= 2c(CO₃^2-)+ 2c(HCO₃^-)+2c(H₂CO₃)，E錯誤；將電荷守恒與物料守恒相減消去c(K⁺)得c(OH^-)=c(H⁺)+c(HCO₃^-)+2c(H₂CO₃)，B正確；K₂CO₃溶液中CO₃^2-+H₂OHCO3^-+ OH^-、HCO₃^-+H₂OH₂CO₃+OH^-，離子濃度大小關(guān)系為c(K⁺)>c(CO₃^2-)>c(OH^-)>c(HCO₃^-)>c(H⁺)，D正確、C錯誤。

考點：鹽類的水解 電化學 離子濃度比較

點評：電解池中與電源正極相連的是陽極、與電源負極相連的是陰極；串聯(lián)電路中電流強度處處相等，每個電極上轉(zhuǎn)移電子數(shù)相等。