Question

【题目】图中X是直流电源。Y烧杯中c、d为石墨棒，Z烧杯中e、f是质量相同的铜棒。接通电路后，发现d附近溶液显红色。

（1）①电源b极为________(填“正”“负”或“阴”“阳”，下同)极。

②Z烧杯中e为________极。

③连接Y、Z烧杯线路中，电子流动的方向是d________(填“→”或“←”)e。

（2）①写出Y烧杯中c极上的电极反应式：_______________________________

②写出Y烧杯中总反应的化学方程式：________________________________

③写出Z烧杯中e极上的电极反应式：_______________________________

（3）①电解2 min后，取出e、f，洗净、烘干、称量，质量差为1.28 g，在通电过程中，电路中通过的电子为______mol。

②若Y烧杯中溶液体积为500 mL(电解后体积可视为不变)，电解反应的速率v(OH－)＝________。

Answer 1

【答案】 负 阳 ← 2Cl－－2e－===Cl2↑ 2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑ Cu－2e－===Cu2＋ 0.02 0.02 mol·L－1·min－1

【解析】X为直流电源，Y烧杯中c、d为石墨棒，Z烧杯中e、f是质量相同的铜棒，接通电路后发现d附近溶液显红色，因为Y中盛有饱和氯化钠溶液(含少量酚酞)，所以d附近生成OH-，则d极为电解池阴极，c极为电解池阳极，a为直流电源正极，b为直流电源负极。

（1）①由上面分析可知b为直流电源负极。②Z烧杯中e与原电池正极相连，则e为阳极。③外电路中，电流由正极流出，最后流入负极，因为a为直流电源正极，b为直流电源负极，所以连接Y、Z烧杯线路中，电流方向是从d流向e，电子流向与电流方向相反，则电子流向是从e流向d。

（2）①c极为电解池阳极，电解饱和氯化钠溶液，阳极上Cl-失电子发生氧化反应生成Cl2，电极反应式为：2Cl--2e-=Cl2↑。②Y烧杯中为惰性电极电解饱和氯化钠溶液，其总反应的化学方程式为：2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑。③Z烧杯中e与电源正极相连，为阳极，Cu作阳极发生氧化反应，电极反应式为Cu-2e-=Cu2+。

（3）①e极反应为：Cu-2e-=Cu2+，质量减少，f极反应为：Cu2++2e-=Cu，质量增加，根据得失电子守恒，e极减少的质量等于f极增加的质量；因为e、f两极质量差为1.28g，所以e极减少0.64g，物质的量为0.01mol，失去0.02mol电子，f极增加0.64g，物质的量为0.01mol，得到0.02mol电子，故电路中通过的电子为0.02mol。②Y烧杯中阴极反应为：2H2O-2e-=2OH-+H2↑，根据前面的计算，电解2min后，电路中通过0.02mol电子，所以生成0.02molOH-，故电解反应的速率v(OH-)=0.02mol÷0.5L÷2min=0.02molL-1min-1。