Question

【題目】現(xiàn)有如圖原電池裝置，插入電解質(zhì)溶液前Cu和Fe電極的質(zhì)量相等。

(1)當(dāng)電解質(zhì)溶液為稀硫酸時(shí)，鐵片作________極，銅片上的現(xiàn)象是________.圖I中箭頭的方向表示__________(填“電子”或“電流”)的流向。

(2)當(dāng)電解質(zhì)溶液為某溶液時(shí)，兩極(用M、N表示)的質(zhì)量變化曲線如圖II所示，則該電解質(zhì)溶液可以是下列中的________(填代號(hào))。

A.稀硫酸 B.CuSO4溶液 C.稀鹽酸 D.FeSO4溶液

若電解液為所選溶液，則電極N的電極反應(yīng)式為________，溶液中陽(yáng)離子移動(dòng)方向是________，m=________g。

Answer 1

【答案】負(fù) 有無(wú)色氣體生成 電流 B Cu2++2e－=Cu 從M極流向N極 9.2

【解析】

(1)當(dāng)電解質(zhì)溶液為稀硫酸時(shí)，鐵比銅活潑，鐵為負(fù)極，發(fā)生電極反應(yīng)為Fe-2e-=Fe2+，銅為正極，氫離子在正極上得電子轉(zhuǎn)化為氫氣，電極反應(yīng)為：2H++2e-=H2↑，電子經(jīng)過(guò)導(dǎo)線由負(fù)極流向正極；

(2)當(dāng)電解質(zhì)溶液為某溶液時(shí)，兩極(用M、N表示)的質(zhì)量變化曲線如圖II所示可知，N電極的質(zhì)量增加，M電極的質(zhì)量減少，據(jù)此分析解答。

(1)根據(jù)分析，當(dāng)電解質(zhì)溶液為稀硫酸時(shí)，鐵片為負(fù)極，銅片為正極，氫離子在正極上得電子轉(zhuǎn)化為氫氣，電極反應(yīng)為：2H++2e-=H2↑，正極上的現(xiàn)象是有無(wú)色氣體生成；原電池中電子經(jīng)過(guò)導(dǎo)線由負(fù)極流向正，電流的方向與電子流向相反，極圖I中箭頭的方向由正極指向負(fù)極，則表示的為電流的流向；

(2)當(dāng)電解質(zhì)溶液為某溶液時(shí)，兩極(用M、N表示)的質(zhì)量變化曲線如圖II所示可知，N電極的質(zhì)量增加，M電極的質(zhì)量減少，

A．若稀硫酸為電解質(zhì)溶液時(shí)，鐵為負(fù)極，電極反應(yīng)為：Fe-2e-=Fe2+，銅為正極，電極反應(yīng)為：2H++2e-=H2↑，鐵電極質(zhì)量減少，銅電極質(zhì)量不變，故A不符合題意；

B．若CuSO4溶液為電解質(zhì)溶液時(shí)，鐵為負(fù)極，電極反應(yīng)為：Fe-2e-=Fe2+，銅為正極，電極反應(yīng)為：Cu2++2e－=Cu，鐵電極質(zhì)量減少，銅電極質(zhì)量增大，故B符合題意；

C．若稀鹽酸為電解質(zhì)溶液時(shí)，鐵為負(fù)極，電極反應(yīng)為：Fe-2e-=Fe2+，銅為正極，電極反應(yīng)為：2H++2e-=H2↑，鐵電極質(zhì)量減少，銅電極質(zhì)量不變，故C不符合題意；

D．若FeSO4溶液為電解質(zhì)溶液時(shí)，不能形成自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)，不能構(gòu)成原電池，鐵電極和銅電極質(zhì)量不變，故D不符合題意；

答案選B；

若電解液為CuSO4溶液，鐵電極質(zhì)量減少，銅電極質(zhì)量增大，結(jié)合圖示，則電極N代表銅電極，為正極，電極反應(yīng)式為Cu2++2e－=Cu，M代表鐵電極，為負(fù)極；原電池中，陽(yáng)離子向正極移動(dòng)，則溶液中陽(yáng)離子移動(dòng)方向是從M極流向N極，根據(jù)圖示，M電極減少的質(zhì)量=6g-3.2g=2.8g，即鐵電極的質(zhì)量減少2.8g，消耗鐵電極的物質(zhì)的量為=0.05mol，根據(jù)電極反應(yīng)：Fe-2e-=Fe2+、Cu2++2e－=Cu可知，消耗1mol鐵電極轉(zhuǎn)移2mol電子，同時(shí)生成1mol銅，則消耗0.05mol鐵電極，轉(zhuǎn)移0.1mol電子，生成0.05mol銅，則銅電極增加的質(zhì)量=0.05mol×64g/mol=3.2g，則m=3.2g+6g=9.2g。