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___极；甲烧杯中铁电极的电极反应式为_______________。

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0.32g，甲烧杯中产生的气体标准状况下体积为________mL；电解后乙烧杯溶液的pH为______（假设电解前后溶液的体积不变）。

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 Fe-2e-═Fe2+ 2Cu2++2H2O2Cu+O2↑+4H+ 112 1 粗铜

【解析】

（1）电解质溶液中滴有酚酞，反应一段时间后，碳棒附近溶液变红，说明碳棒附近产生OH－，即碳棒电极反应式为O2＋2H2O＋4e－=4OH－；

（2）电池总反应是Cu＋2Fe3＋=2Fe2＋＋Cu2＋，即Cu电极为负极，反应式为Cu－2e－=Cu2＋，右池中c(Cu2＋)增大；石墨为正极，根据原电池的工作原理，NH4＋向FeCl3溶液迁移；

（3）①乙烧杯石墨电极上有气泡产生，电极反应式为4OH－－4e－=O2↑＋2H2O，即石墨为阳极，Cu为阴极，根据电解原理，N为电源的负极，M为电源的正极；Fe电极与M相连，即Fe电极为阳极，根据电解池放电顺序，Fe失电子，电极反应式为Fe－2e－=Fe2＋；

②乙烧杯电解是CuSO4水溶液，总电极反应式为2Cu2＋＋2H2O2Cu＋O2↑＋4H＋；

③Cu电极增重0.32g，增重的是析出Cu的质量，即整个电路转移电子物质的量为0.32×2/64mol=0.01mol，甲池中石墨电极反应式为2H＋＋2e－=H2↑，标准状况下，产生氢气的体积为0.01×22.4/2L=0.112L，即112mL；根据②，产生n(H＋)=2×0.32/64mol=0.01mol，即c(H＋)=0.01/(100×10－3)mol·L－1=0.1mol·L－1，pH=1；

④精炼铜时，粗铜为阳极，阴极为纯铜，故乙池的石墨应改为粗铜。