Question

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。一段時間后，溶液略顯淺綠色，表明鐵被     （填“氧化”或“還原”）；向插入碳棒的玻璃筒內滴入酚酞溶液，可觀察到碳棒附近的溶液變紅，該電極反應為                   。
（2）裝置2中的石墨是      極（填“正”或“負”），該裝置發(fā)生的總反應的離子方程為                             。
（3）裝置3中甲燒杯盛放100 mL 0.2 mol/L的NaCl溶液，乙燒杯盛放100 mL 0.5 mol/L的CuSO₄溶液。反應一段時間后，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。
①電源的M端為     極；甲燒杯中鐵電極的電極反應為                。
②乙燒杯中電解反應的離子方程式為                          。
③停止電解，取出Cu電極，洗滌、干燥、稱量、電極增重0.64 g，甲燒杯中產生的氣體標準狀況下體積為         mL。

Answer 1

（1）氧化（2分）   O₂+ 4e^- +2H₂O=4OH^-（2分）
（2）正（2分）    2Fe³⁺+Cu =2Fe²⁺+Cu²⁺（2分）
（3）①正（2分）   Fe-2e^-=Fe²⁺（2分）
②2Cu²⁺+2H₂O2Cu+O₂↑+4H⁺（3分）
③224（2分）

試題分析：（1）裝置1為鐵的電化學腐蝕，鐵釘附近的溶液有藍色沉淀，表明鐵被氧化，鐵為負極，碳為正極。觀察到碳棒附近的溶液變紅，說明在碳極上氧氣得電子生成OH^-離子，反應的電極反應式為O₂+4e^－+2H₂O=4OH^－。
（2）裝置2為原電池，負極為Cu，銅失去電子，生成銅離子而溶解。石墨是正極，溶液中的鐵離子得到電子生成亞鐵離子，所以總的離子方程式是2Fe^3＋+Cu=2Fe^2＋+Cu^2＋。
（3）①反應一段時間后，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，即石墨是陰極，所以鐵是陽極，M是電源的正極，則鐵電極的方程式是Fe-2e^－=Fe^2＋。
②乙燒杯電解硫酸銅溶液，石墨為陽極，銅是陰極，所以電解的總方程式是2CuSO₄＋2H₂O2Cu＋O₂↑＋2H₂SO₄。
③取出Cu電極，洗滌、干燥、稱量、電極增重0.64g，則生成Cu的物質的量為0.64g÷64g/mol ＝0.01mol，轉移的電子的物質的量為0.01mol×2＝0.02mol
根據甲燒杯產生氣體的電極反應可知
2H^＋+2e^－＝H₂↑
2mol    22.4L
0.02mol    V
所以V＝0.224L。
點評：該題是高考中的常見題型，屬于中等難度的試題。試題基礎性強，難易適中，側重考查學生分析問題、解決問題的能力。做題時要注意電極的判斷和電極反應的書寫，注意串聯電路中各電極轉移的電子數目相等，利用反應的方程式計算即可。