Question

如图所示3套实验装置，分别回答下列问题：

（1）装置1为铁的吸氧腐蚀实验。一段时间后，向插入铁钉的玻璃筒内滴入KSCN溶液呈无色，再滴入氯水即可观察到铁钉附近的溶液变红色，表明铁被_______；向插入碳棒的玻璃筒内滴入酚酞试液，可观察到碳棒附近的溶液变红，该电极反应为_______________。

（2）装置2中的石墨是_________极(填“正”或“负”)，该装置发生的总反应的离子方程式为__________。

（3）装置3中甲烧杯盛放100 mL 0.2 mol·L^-1的NaCl溶液，乙烧杯盛放100 mL 0.5 mol·L^-1的CuSO₄溶液。反应一段时间后，停止通电。向甲烧杯中滴入几滴酚酞试液，观察到石墨电极附近首先变红。

①电源的M端为_________极，甲烧杯中铁电极的电极反应为________________；

②乙烧杯中电解反应的离子方程式为______________；

③停止电解，取出Cu电极，洗涤、干燥、称量，电极增重0.64 g，则甲烧杯中产生的气体在标准状况下为________ mL。

Answer

（1）氧化 O2+4e-+2H2O=4OH-

（2）正 2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+

（3）①正 Fe-2e-=Fe2+

②2Cu2++2H2O2Cu+O2↑+4H+

③224

【解析】

试题分析：（1）滴入KSCN溶液呈无色，再滴入氯水即可观察到铁钉附近的溶液变红色，说明生成了Fe2+，则铁被氧化；溶液变红，说明碳棒电极上发生O2得电子反应，生成了OH‾，电极方程式为：O2+4e-+2H2O=4OH-

（2）装置2的两个电极分别是石墨和Cu，石墨为惰性电极，所以石墨是正极；左侧烧杯中电解质溶液为FeCl3溶液，所以该装置发生的总反应的离子方程式为：2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+。

（3）①甲烧杯石墨电极附近首先变红，说明生成了OH‾，则石墨电极为阴极，N为负极，M为正极；甲烧杯中铁电极为阳极，Fe失去电子，所以电极反应方程式为：Fe-2e-=Fe2+。

②乙烧杯为电解CuSO4溶液，阳极为惰性电极，所以乙烧杯中电解反应的离子方程式为：2Cu2++2H2O2Cu+O2↑+4H+

③Cu电极为电解的阴极，发生反应：Cu2++2e‾=Cu，电极增重0.64 g，则生成的Cu为0.64g，物质的量为0.01mol，则转移电子物质的量为：0.02mol，甲烧杯石墨电极发生反应：2H++2e‾=H2↑，则生成的H2物质的量为0.01mol，在标准状况下为0.01mol×22.4L/mol=0.224L=224mL。

考点：本题考查原电池及电解池的原理及应用、电极方程式与离子方程式的书写、化学计算。