Question

【題目】如圖所示 3 套實驗裝置，分別回答下列問題。

（1）裝置 1 為鐵的吸氧腐蝕實驗。向插入碳棒的玻璃筒內(nèi)滴入酚酞溶液，可觀察到碳棒附近的溶 液變紅，該電極反應(yīng)式為_____。

（2）裝置 2 中左池為氯化鐵溶液，右池為硫酸銅溶液，一段時間后右池溶液中 c（Cu2＋）_____(填“增大”、“減小”或“不變”)，若該裝置的鹽橋中盛裝的是 NH4NO3 的瓊脂溶液，則鹽橋中的_____離子（填“NH4＋ ”或“NO3－”）向氯化鐵溶液遷移。

（3）裝置 3 中甲燒杯盛放 100mL 0.2mol/L 的 NaCl 溶液，乙燒杯盛放 100mL 0.5mol/L 的 CuSO4 溶 液。反應(yīng)一段時間后，觀察到乙燒杯的石墨電極上有氣泡生成。

①電源的 M 端為電源_____極。

②乙燒杯中電解反應(yīng)的離子方程式為_____。

③停止電解，取出 Cu 電極，洗滌、干燥、稱量，電極增重 0.32g，甲燒杯中產(chǎn)生的氣體標準狀況下體積為_________mL。

④若要將乙池設(shè)計成電解精煉銅的裝置，則乙池的石墨應(yīng)改成____（填“粗銅”或“精銅”）。

Answer 1

【答案】O2+4e-+2H2O-═4OH- 增大 NH4＋ 正 2Cu2++2H2O 2Cu+O2↑+4H+ 112 粗銅

【解析】

（1）鐵發(fā)生吸氧腐蝕，鐵被氧化生成Fe2+，正極發(fā)生還原反應(yīng)，氧氣得到電子被還原生成OH-，電極方程式為O2+4e-+2H2O-═4OH-，

故答案為：O2+4e-+2H2O-═4OH-；

（2）此裝置為原電池，銅失電子作負極Cu-2e-═Cu2+，鐵離子在銅電極上得電子2Fe3++2e-═2Fe2+，故石墨做正極；將正負極反應(yīng)相加即得總反應(yīng)：2Fe3++Cu═2Fe2++Cu2+，根據(jù)電池反應(yīng)，一段時間后右池溶液中 c（Cu2＋）增大，原電池放電過程中，陽離子向正極移動，陰離子向負極移動，若該裝置的鹽橋中盛裝的是 NH4NO3 的瓊脂溶液，則鹽橋中的NH4＋向氯化鐵溶液遷移，NO3－向硫酸銅溶液遷移，

答案為：增大；NH4＋；

（3）①反應(yīng)一段時間后，停止通電。向甲燒杯中滴入幾滴酚酞，觀察到石墨電極附近首先變紅，說明在石墨電極上生成OH-離子，電極反應(yīng)為：2H2O+2e-═2OH-+H2↑，發(fā)生還原反應(yīng)，為電解池的陰極，連接電源的負極，即M端為正極，N端為負極，陽極反應(yīng)為Fe-2e-═Fe2+，故答案為：正；

②乙燒杯電解硫酸銅溶液，石墨為陽極，電極反應(yīng)為4OH--4e-═O2↑+H2O，Cu為陰極，電極反應(yīng)為Cu2++2e-═Cu，電解的總反應(yīng)為2 Cu2++2H2O 2Cu+O2↑+4H+，

故答案為：2 Cu2++2H2O 2Cu+O2↑+4H+

③取出Cu電極，洗滌、干燥、稱量、電極增重0.32g，則生成Cu的物質(zhì)的量為=0.005mol，轉(zhuǎn)移的電子的物質(zhì)的量為0.005mol×2=0.01mol，根據(jù)甲燒杯產(chǎn)生氣體的電極反應(yīng)計算生成氣體的體積，

2H2O+2e-═2OH-+H2↑，

2mol 22.4L

0.01mol V

V==0.112L，即112ml，

故答案為：112；

④在銅的精煉裝置中，粗銅在陽極發(fā)生氧化反應(yīng)失電子生成銅離子，電極式為：Cu－2e-=Cu2+，精銅在陰極，電解質(zhì)溶液中的銅離子在精銅表面得電子生成銅單質(zhì)，電極式為：Cu2＋＋2e-=Cu；若要將乙池設(shè)計成電解精煉銅的裝置，乙池的銅電極與電源負極相連做陰極，則乙池的石墨應(yīng)改成粗銅做陽極。

答案為：粗銅。