题目内容
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，该电极反应为
（2）装置2中的石墨是
（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，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．
①电源的M端为
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0.64g，甲烧杯中产生的气体标准状况下体积为
（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，该电极反应为
O2+4e-+2H2O═4OH-
O2+4e-+2H2O═4OH-
．（2）装置2中的石墨是
正
正
极（填“正”或“负”），该装置发生的总反应的离子方程式为2Fe3++Cu═2Fe2++Cu2+
2Fe3++Cu═2Fe2++Cu2+
．（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，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．
①电源的M端为
正
正
极；甲烧杯中铁电极的电极反应为Fe-2e-═Fe2+
Fe-2e-═Fe2+
．②乙烧杯中电解反应的离子方程式为
2Cu2++2H2O
2Cu+O2↑+4H+
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2Cu2++2H2O
2Cu+O2↑+4H+
．
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③停止电解，取出Cu电极，洗涤、干燥、称量、电极增重0.64g，甲烧杯中产生的气体标准状况下体积为
224
224
mL．分析：（1）装置1为铁的吸氧腐蚀实验，发生电化学腐蚀，铁为负极，碳为正极，观察到碳棒附近的溶液变红，说明在碳极上氧气得电子生成OH-离子，以此判断并书写电极反应式；
（2）装置2为原电池，负极为Cu，电极反应为：Cu-2e-═Cu2+，正极为石墨，电极反应为2Fe+2e-═2Fe2+，以此书写电池总反应；
（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+，
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2Cu2++2H2O
2Cu+O2↑+4H+，
③根据电极反应和串联电路各极上转移电子的数目相等进行计算．
（2）装置2为原电池，负极为Cu，电极反应为：Cu-2e-═Cu2+，正极为石墨，电极反应为2Fe+2e-═2Fe2+，以此书写电池总反应；
（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+，
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2Cu2++2H2O
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③根据电极反应和串联电路各极上转移电子的数目相等进行计算．
解答：解：（1）装置1为铁的吸氧腐蚀实验，发生电化学腐蚀，铁为负极，碳为正极，观察到碳棒附近的溶液变红，说明在碳极上氧气得电子生成OH-离子，反应的电极反应式为
O2+4e-+2H2O═4OH-，故答案为：O2+4e-+2H2O═4OH-；
（2）装置2为原电池，负极为Cu，电极反应为：Cu-2e-═Cu2+，正极为石墨，电极反应为2Fe+2e-═2Fe2+，反应的总方程式为2Fe3++Cu═2Fe2++Cu2+，
故答案为：正；2Fe3++Cu═2Fe2++Cu2+；
（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；Fe-2e-═Fe2+；
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2Cu2++2H2O
2Cu+O2↑+4H+，
故答案为：2Cu2++2H2O
2Cu+O2↑+4H+；
③取出Cu电极，洗涤、干燥、称量、电极增重0.64g，则生成Cu的物质的量为
=0.01mol，转移的电子的物质的量为0.01mol×2=0.02mol，
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
0.02mol V
V=
=0.224L，即224ml，故答案为：224．
O2+4e-+2H2O═4OH-，故答案为：O2+4e-+2H2O═4OH-；
（2）装置2为原电池，负极为Cu，电极反应为：Cu-2e-═Cu2+，正极为石墨，电极反应为2Fe+2e-═2Fe2+，反应的总方程式为2Fe3++Cu═2Fe2++Cu2+，
故答案为：正；2Fe3++Cu═2Fe2++Cu2+；
（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；Fe-2e-═Fe2+；
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2Cu2++2H2O
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故答案为：2Cu2++2H2O
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③取出Cu电极，洗涤、干燥、称量、电极增重0.64g，则生成Cu的物质的量为
| 0.64g |
| 64g/mol |
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
0.02mol V
V=
| 22.4L×0.02mol |
| 2mol |
点评：本题考查电化学知识，题目难度中等，做题时注意电极的判断和电极反应的书写，注意串联电路中各电极转移的电子数目相等，利用反应的方程式计算．
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