Question

19．如图是一个电化学过程的示意图，请回答下列问题：
（1）X为CuSO₄溶液
①若断开K₁，闭合K₂，Pt为正极（填“正”、“负”、“阴”、“阳”中的一个，下同），该极发生的电极反应式Cu²⁺+2e^-=Cu．
②若断开K₂，闭合K₁，Pt为阳极，该极发生的电极反应式4OH^--4e^-=O₂↑+2H₂O，Fe电极上的现象是红色物质生成．
（2）X为滴有少量酚酞的NaCl溶液
①若断开K₁，闭合K₂，Pt电极附近现象溶液变红，铁能否被腐蚀能？（填“能”或“否”）．若能被腐蚀，该腐蚀属于吸氧腐蚀．
①若断开K₂，闭合K₁，此时该池中总反应的离子方程式2Cl^-+2H₂O$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$Cl₂↑+H₂↑+2OH^-，该条件下若导线中转移0.02mole^-后就断开K₁，此时溶液体积为200mL，则溶液混合均匀后的pH=13．

Answer 1

分析 （1）①若断开K₁，闭合K₂，是原电池装置，所以不活泼的Pt为正极，该铜离子放电生成铜单质；
②若断开K₂，闭合K₁，Pt与电源的正极相连，所以Pt为阳极，电极反应式为：4OH^--4e^-=O₂↑+2H₂O；Fe电极是阴极，电极上的铜离子放电，生成单质铜；
（2）①若断开K₁，闭合K₂，是原电池装置，所以不活泼的Pt为正极，发生吸氧腐蚀，正极的电极反应式为：O₂+4e^-+2H₂O=4OH^-，负极：Fe-2e^-=Fe²⁺，由此解答；
②电解氯化钠溶液的方程式为：2NaCl+2H₂O$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$Cl₂↑+H₂↑+2NaOH，离子方程式为：2Cl^-+2H₂O$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$Cl₂↑+H₂↑+2OH^-，乙池转移0.02mole^-后，会生成0.02mol的氢氧化钠，所以所得NaOH溶液的物质的量浓度c=$\frac{n}{V}$=$\frac{0.02mol}{0.2L}$=0.1mol/L，根据水的离子积进行计算．

解答 解：（1）①若断开K₁，闭合K₂，是原电池装置，所以不活泼的Pt为正极，该铜离子放电生成铜单质，所以电极反应式为：Cu²⁺+2e^-=Cu，故答案为：正；Cu²⁺+2e^-=Cu；
②若断开K₂，闭合K₁，Pt与电源的正极相连，所以Pt为阳极，电极反应式为：4OH^--4e^-=O₂↑+2H₂O；Fe电极是阴极，电极上的铜离子放电，生成单质铜，所以观察有红色物质生成，故答案为：阳；4OH^--4e^-=O₂↑+2H₂O；红色物质生成；
（2）①若断开K₁，闭合K₂，是原电池装置，所以不活泼的Pt为正极，发生吸氧腐蚀，正极的电极反应式为：O₂+4e^-+2H₂O=4OH^-，所以溶液变红，负极：Fe-2e^-=Fe²⁺，故答案为：溶液变红；能；吸氧；
②电解氯化钠溶液的方程式为：2NaCl+2H₂O$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$Cl₂↑+H₂↑+2NaOH，离子方程式为：2Cl^-+2H₂O$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$Cl₂↑+H₂↑+2OH^-，乙池转移0.02mole^-后，会生成0.02mol的氢氧化钠，所以所得NaOH溶液的物质的量浓度c=$\frac{n}{V}$=$\frac{0.02mol}{0.2L}$=0.1mol/L，所以溶液中氢离子浓度=$\frac{1{0}^{-14}}{0.1}$，所以溶液的pH=13，
故答案为：2Cl^-+2H₂O$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$Cl₂↑+H₂↑+2OH^-；13．

点评 本题考查原电池和电解原理，明确工作原理及发生的电极反应是解答的关键，注意电极的判断和电子守恒的应用，题目难度中等．