Question

（13分）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，向插入鐵釘的玻璃筒內滴入K₃[Fe(CN)₆] 溶液，即可觀察到鐵釘附近的溶液有藍色沉淀，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式為                                      。

（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溶液，觀察到石墨電極附近首先變紅。

① 電源的M端為     極（填“正”或“負”），甲燒杯中鐵電極的電極反應為                                          。

② 乙燒杯中電解反應的化學方程式為                                     。

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

【答案】

（13分）（1）氧化（1分）； O₂+ 4e^－+ 2H₂O = 4OH^－（2分）

（2）正（1分）， 2Fe^3＋ + Cu = 2Fe^2＋ + Cu^2＋ （2分）

（3）① 正（1分）， Fe -2e^－= Fe^2＋（2分）

② 2CuSO₄+ 2H₂O2Cu + O₂↑ + 2H₂SO₄ （2分） ③ 224 （2分）

【解析】

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。

考點：考查電化學原理的綜合應用、金屬的腐蝕和防護、電極反應式的書寫、電極名稱的判斷以及有關計算

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。