Question

9．如圖杠桿AB兩端分別掛著體積相同、質(zhì)量相同的空心鐵球和空心銅球．調(diào)節(jié)杠桿使其保持平衡，一段時(shí)間后小心加入濃CuSO₄溶液，回答下列有關(guān)問(wèn)題（不考慮鐵絲反應(yīng)和兩球的浮力變化）
（1）若杠桿為絕緣體則A端高（填“高”或“低”），發(fā)生反應(yīng)的離子方程式Fe+Cu²⁺═Fe²⁺+Cu．
（2）若杠桿為導(dǎo)體，則A端低（同上），在此過(guò)程中鐵絲、杠桿、小球、CuSO₄溶液構(gòu)成了原電池，電極反應(yīng)分別是：正極：Cu²⁺+2e^-═Cu，負(fù)極：Fe-2e^-═Fe²⁺，
（3）若杠桿為導(dǎo)體且把CuSO₄溶液改為NaCl溶液，則Fe球發(fā)生吸氧腐蝕，電極反應(yīng)分別是：
正極：Fe-2e^-═Fe²⁺，
負(fù)極：O₂+4e^-=2H₂O=4OH^-，
總反應(yīng)：2Fe+O₂+2H₂O=2Fe（OH）₂．

Answer 1

分析 （1）當(dāng)杠桿為絕緣體時(shí)，只發(fā)生Fe與硫酸銅溶液的反應(yīng)；
（2）當(dāng)杠桿為導(dǎo)體時(shí)，向燒杯中央滴入濃CuSO₄溶液，構(gòu)成Fe、Cu原電池，F(xiàn)e為負(fù)極，發(fā)生Fe-2e^-═Fe²⁺，Cu為正極，發(fā)生Cu²⁺+2e^-═Cu；
（3）當(dāng)杠桿為導(dǎo)體時(shí)，把CuSO₄溶液改為NaCl溶液，鐵發(fā)生吸氧腐蝕，F(xiàn)e為負(fù)極，發(fā)生Fe-2e^-═Fe²⁺，Cu為正極，發(fā)生電極反應(yīng)O₂+4e^-=2H₂O=4OH^-，據(jù)兩極反應(yīng)書寫總反應(yīng)．

解答 解：（1）當(dāng)杠桿為絕緣體時(shí)，只發(fā)生Fe與硫酸銅溶液的反應(yīng)，在Fe的表面附著Cu，質(zhì)量變大，則A端高，B端低，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為Fe+Cu²⁺═Fe²⁺+Cu，
故答案為：高；Fe+Cu²⁺═Fe²⁺+Cu；
（2）當(dāng)杠桿為導(dǎo)體時(shí)，向燒杯中央滴入濃CuSO₄溶液，構(gòu)成Fe、Cu原電池，F(xiàn)e為負(fù)極，發(fā)生Fe-2e^-═Fe²⁺，電極質(zhì)量減輕，所以B端高，Cu為正極，發(fā)生Cu²⁺+2e^-═Cu，電極質(zhì)量增加，則A端低，B端高；
故答案為：低；Cu²⁺+2e^-═Cu；Fe-2e^-═Fe²⁺；
（3）當(dāng)杠桿為導(dǎo)體時(shí)，把CuSO₄溶液改為NaCl溶液，鐵發(fā)生吸氧腐蝕，F(xiàn)e為負(fù)極，發(fā)生Fe-2e^-═Fe²⁺，Cu為正極，發(fā)生電極反應(yīng)O₂+4e^-=2H₂O=4OH^-，據(jù)兩極反應(yīng)書寫總反應(yīng)為：2Fe+O₂+2H₂O=2Fe（OH）₂，故答案為：Fe；吸氧；Fe-2e^-═Fe²⁺；O₂+4e^-=2H₂O=4OH^-；2Fe+O₂+2H₂O=2Fe（OH）₂．

點(diǎn)評(píng) 本題考查學(xué)生金屬的腐蝕和原電池的工作原理方面的知識(shí)，注意知識(shí)的歸納和梳理是解體的關(guān)鍵，難度中等．