Question

電化學(xué)是研究電和化學(xué)反應(yīng)相互關(guān)系的科學(xué)．電池、電解都存在我們熟知的電化學(xué)反應(yīng)．
（1）如圖1是一種常見的一次鋅錳酸性干電池．干電池工作時，負(fù)極上的電極反應(yīng)式是：

 

，
MnO₂的作用是除去正極上的氣體產(chǎn)物，本身生成Mn₂O₃，該反應(yīng)的化學(xué)方程式是：

 

．
（2）以碳棒為電極電解氯化銅溶液時發(fā)現(xiàn)陰極碳棒上除了有紅色物質(zhì)析出外，還有少量白色物質(zhì)析出．
已知銅的化合物的顏色、性質(zhì)如下：

物質(zhì)	顏色、性質(zhì)		物質(zhì)	顏色、性質(zhì)
氫氧化銅Cu（OH）2	藍(lán)色固體不溶于水		硫酸銅（CuSO4）	溶液呈藍(lán)色
氧化亞銅（Cu2O）	紅色固體不溶于水		氯化銅（CuCl2）	溶液綠色，稀溶液藍(lán)色
氯化亞銅（CuCl）	白色固體不溶于水		堿式氯化銅	綠色固體不溶于水

取電解CuCl₂溶液后的陰極碳棒附著物，洗滌、干燥，連接如圖2裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證陰極產(chǎn)物．

實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，碳棒上的白色物質(zhì)變?yōu)榧t色，無水硫酸銅不變色．
①碳棒上的紅色物質(zhì)有無Cu₂O？

 

（填“有”或“無”），請簡要說明的理由：

 

．
②在c裝置后將氣體通入硝酸銀溶液中，出現(xiàn)白色沉淀，說明根據(jù)表中性質(zhì)推測的陰極碳棒上的少量白色物質(zhì)一定存在．試寫出上述裝置b中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式：

 

．
③由以上實(shí)驗(yàn)分析可知：電解CuCl₂溶液的陰極上發(fā)生的電極反應(yīng)式為：Cu²⁺+2e^-=Cu和

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：原電池和電解池的工作原理

專題：電化學(xué)專題

分析：（1）干電池工作時，負(fù)極上Zn失去電子，正極上生成氫氣，則MnO₂的作用是除去正極上的氣體產(chǎn)物，本身生成Mn₂O₃，反應(yīng)還生成水；
（2）取電解CuCl₂溶液后的陰極碳棒附著物，利用圖2裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證陰極產(chǎn)物，實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，碳棒上的白色物質(zhì)變?yōu)榧t色，無水硫酸銅不變色，則紅色物質(zhì)為Cu，無水硫酸銅不變藍(lán)，則沒有水生成，即陰極碳棒附著物中不含氧元素，結(jié)合陰極銅離子得到電子及陽極氯離子失去電子來解答．

解答： 解：（1）干電池工作時，負(fù)極上Zn失去電子，電極反應(yīng)為Zn-2e^-═Zn²⁺；正極上生成氫氣，則MnO₂的作用是除去正極上的氣體產(chǎn)物，本身生成Mn₂O₃，反應(yīng)還生成水，該反應(yīng)為2MnO₂+H₂═Mn₂O₃+H₂O，
故答案為：Zn-2e^-═Zn²⁺；2MnO₂+H₂═Mn₂O₃+H₂O；
（2）①因?qū)嶒?yàn)結(jié)束后，碳棒上的白色物質(zhì)變?yōu)榧t色，無水硫酸銅不變色，則陰極產(chǎn)物不含氧元素，由表格中物質(zhì)的顏色可知，無Cu₂O，
故答案為：無；無水硫酸銅不變色說明沒有氧元素；
②c裝置后將氣體通入硝酸銀溶液中，出現(xiàn)白色沉淀，則氣體中含Cl元素，電解得到的陰極產(chǎn)物中白色物質(zhì)為CuCl，裝置b中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為2CuCl+H₂

△   .

2Cu+2HCl，故答案為：2CuCl+H₂

△   .

2Cu+2HCl；
③由上述分析可知，電解CuCl₂溶液時，陰極上發(fā)生的反應(yīng)為銅失去電子生成銅離子（Cu²⁺+2e^-=Cu），且銅失去電子生成氯化亞銅：Cu-e^-+Cl^-=CuCl，
故答案為：Cu-e^-+Cl^-=CuCl．

點(diǎn)評：本題考查原電池和電解池的工作原理，為高頻考點(diǎn)，把握發(fā)生的電極反應(yīng)為解答的關(guān)鍵，側(cè)重分析與應(yīng)用能力的考查，（2）中白色固體的推斷為解答的難點(diǎn)，題目難度不大．