Question

8．銅在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中有著廣泛的用途．
（1）配制CuSO₄溶液時需加入少量稀H₂SO₄，其原因是Cu²⁺+2H₂O?Cu（OH）₂+2H⁺；（只寫離子方程式）．
（2）某同學利用制得的CuSO₄溶液，進行以下實驗探究．
①圖甲是根據(jù)反應Fe+CuSO₄Cu+FeSO₄設計的原電池，請在圖甲中的橫線上完成標注．

②圖乙中，I是甲烷燃料電池的示意圖，該同學想在II中實現(xiàn)鐵上鍍銅，則應在a處通入CH₄（填“CH₄”或“O₂”），b處電極上發(fā)生的電極反應式為O₂+4e^-+2H₂O=4OH^-；若把II中電極均換為惰性電極，電解液換為含有0.1molNaCl溶液400mL，當陽極產(chǎn)生的氣體為448mL（標準狀況下）時，溶液的pH=13（溫度為常溫，假設溶液體積變化忽略不計）．

Answer 1

分析 （1）加入稀硫酸是為了抑制Cu²⁺的水解；
（2）①鐵銅原電池中Fe為負極；②鐵上鍍銅，銅作陽極，鐵作陰極；
②a為甲烷，b為氧氣，據(jù)電解質(zhì)溶液顯堿性書寫電極反應式；陽極產(chǎn)生的氣體為氯氣，其體積為448mL（標準狀況下），據(jù)此計算生成NaOH的物質(zhì)的量，計算pH；

解答 解：（1）CuSO₄溶液中銅離子能夠水解生成沉淀，加入硫酸是抑制銅離子水解，離子方程式為：Cu²⁺+2H₂O?Cu（OH）₂+2H⁺，
故答案為：Cu²⁺+2H₂O?Cu（OH）₂+2H⁺；
（2）①圖乙在Fe上鍍銅，所以Fe作陰極，故答案為：
②圖乙在Fe上鍍銅，所以Fe作陰極，則連接的為燃料電池的負極，應通入CH₄，b極通入O₂發(fā)生還原反應：O₂+4e^-+2H₂O=4OH^-；電解池中均為惰性電極時，陽極的電極反應式為：2Cl^--2e^-=Cl₂↑，陰極反應式為：2H⁺+2e^-=H₂↑．由電極反應式計算消耗的H⁺為0.04mol，則生成的OH^-為0.04mol，c（OH^-）=0.1mol/L，則c（H⁺）=10^-13mol/L，pH=13，故答案為：CH₄；O₂+4e^-+2H₂O=4OH^-；13．

點評 本題考查了鹽類水解、原電池原理及計算，掌握電極反應式的書寫和基礎是解題關(guān)鍵，題目難度中等．