Question

【题目】如图所示 3 套实验装置，分别回答下列问题。

（1）装置 1 为铁的吸氧腐蚀实验。向插入碳棒的玻璃筒内滴入酚酞溶液，可观察到碳棒附近的溶 液变红，该电极反应式为_____。

（2）装置 2 中左池为氯化铁溶液，右池为硫酸铜溶液，一段时间后右池溶液中 c（Cu2＋）_____(填“增大”、“减小”或“不变”)，若该装置的盐桥中盛装的是 NH4NO3 的琼脂溶液，则盐桥中的_____离子（填“NH4＋ ”或“NO3－”）向氯化铁溶液迁移。

（3）装置 3 中甲烧杯盛放 100mL 0.2mol/L 的 NaCl 溶液，乙烧杯盛放 100mL 0.5mol/L 的 CuSO4 溶 液。反应一段时间后，观察到乙烧杯的石墨电极上有气泡生成。

①电源的 M 端为电源_____极。

②乙烧杯中电解反应的离子方程式为_____。

③停止电解，取出 Cu 电极，洗涤、干燥、称量，电极增重 0.32g，甲烧杯中产生的气体标准状况下体积为_________mL。

④若要将乙池设计成电解精炼铜的装置，则乙池的石墨应改成____（填“粗铜”或“精铜”）。

Answer 1

【答案】O2+4e-+2H2O-═4OH- 增大 NH4＋ 正 2Cu2++2H2O 2Cu+O2↑+4H+ 112 粗铜

【解析】

（1）铁发生吸氧腐蚀，铁被氧化生成Fe2+，正极发生还原反应，氧气得到电子被还原生成OH-，电极方程式为O2+4e-+2H2O-═4OH-，

故答案为：O2+4e-+2H2O-═4OH-；

（2）此装置为原电池，铜失电子作负极Cu-2e-═Cu2+，铁离子在铜电极上得电子2Fe3++2e-═2Fe2+，故石墨做正极；将正负极反应相加即得总反应：2Fe3++Cu═2Fe2++Cu2+，根据电池反应，一段时间后右池溶液中 c（Cu2＋）增大，原电池放电过程中，阳离子向正极移动，阴离子向负极移动，若该装置的盐桥中盛装的是 NH4NO3 的琼脂溶液，则盐桥中的NH4＋向氯化铁溶液迁移，NO3－向硫酸铜溶液迁移，

答案为：增大；NH4＋；

（3）①反应一段时间后，停止通电。向甲烧杯中滴入几滴酚酞，观察到石墨电极附近首先变红，说明在石墨电极上生成OH-离子，电极反应为：2H2O+2e-═2OH-+H2↑，发生还原反应，为电解池的阴极，连接电源的负极，即M端为正极，N端为负极，阳极反应为Fe-2e-═Fe2+，故答案为：正；

②乙烧杯电解硫酸铜溶液，石墨为阳极，电极反应为4OH--4e-═O2↑+H2O，Cu为阴极，电极反应为Cu2++2e-═Cu，电解的总反应为2 Cu2++2H2O 2Cu+O2↑+4H+，

故答案为：2 Cu2++2H2O 2Cu+O2↑+4H+

③取出Cu电极，洗涤、干燥、称量、电极增重0.32g，则生成Cu的物质的量为=0.005mol，转移的电子的物质的量为0.005mol×2=0.01mol，根据甲烧杯产生气体的电极反应计算生成气体的体积，

2H2O+2e-═2OH-+H2↑，

2mol 22.4L

0.01mol V

V==0.112L，即112ml，

故答案为：112；

④在铜的精炼装置中，粗铜在阳极发生氧化反应失电子生成铜离子，电极式为：Cu－2e-=Cu2+，精铜在阴极，电解质溶液中的铜离子在精铜表面得电子生成铜单质，电极式为：Cu2＋＋2e-=Cu；若要将乙池设计成电解精炼铜的装置，乙池的铜电极与电源负极相连做阴极，则乙池的石墨应改成粗铜做阳极。

答案为：粗铜。