题目内容
【题目】课题式研究性学习是培养学生创造思维的良好方法.某研究性学习小组将下列装置如图连接，D、F、X、Y 都是铂电极、C、E是铁电极。将电源接通后，向乙中滴入酚酞试液，在F极附近显红色。试回答下列问题:
（1）电源B 极的名称是___________。
（2）甲装置中电解反应的总化学方程式是:________________________。
（3）设电解质溶液过量，则同一时间内C、D电极上参加反应的单质或生成的单质的物质的量之比是__________。
（4）欲用丙装置将粗铜（含少量铁、锌等杂质）精炼，G极材料应该是__________（填“粗铜”或“精铜”），电解液中原电解质的物质的量浓度将__________（填“变大”、“变小”或“不变”）。
（5）设甲池中溶液的体积在电解前后都是500ml，当乙池所产生气体的体积为4.48L（标准状况）时，甲池中所生成物质的物质的量浓度为 mol/L。
【答案】（1）负极（2）CuSO4+ Fe 
Cu+FeSO4（3）1:1（4）粗铜 变小（5）0.4
【解析】
试题分析：（1）向乙中滴入酚酞试液，在F极附近显红色，说明F极发生的电极反应为2H2O+2e－=H2↑+2OH－，F极为阴极，则电源B 极的名称是负极。
（2）甲装置中C电极为Fe电极，与电源的正极相连作阳极，属于活性电极，Fe失电子发生氧化反应生成Fe2＋进入溶液，D电极是Pt电极，属于惰性电极，作电解池的阴极，溶液中的铜离子在D电极得电子生成单质铜，则电解反应的总化学方程式为CuSO4+ Fe Cu + FeSO4。
（3）C、D电极是甲电解池的阳、阴两极，电池的总反应为CuSO4+ Fe Cu + FeSO4，所以同一时间内C、D电极上参加反应的单质或生成的单质的物质的量之比是1:1.
（4）粗铜精炼时，粗铜作电解池的阳极，精铜作电解池的阴极，根据上述分析，B为电源的负极，则G应该为电解池的阳极，所以G极材料应该是粗铜；电解过程中，阳极除了铜失电子外，粗铜中的杂质锌和铁也会失电子，而阴极只有溶液中的Cu2＋得电子生成铜单质，所以电解液中原电解质的物质的量浓度将变小。
（5）乙池中E为阳极，Fe-2e－=Fe2＋，F为阴极，电极反应2H＋+2e－=H2↑，当乙池所产生气体的体积为4.48L（标准状况）气体是氢气，物质的量等于0.2mol，所以乙池电子转移为0.4mol，甲池中阳极是铁失电子生成亚铁离子，Fe-2e－=Fe2＋，生成硫酸亚铁的浓度为0.2mol÷0.5L=0.4mol/L。
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